(57)【要約】  符号化済パーティションの動きベクトルからなる第１の動きベクトル群を参照して、第１の予測ベクトル群を算出する空間方向予測ベクトル生成部（１９１）と、コロケートパーティション周辺のパーティションの動きベクトルからなる第２の動きベクトル群を参照して、第２の予測ベクトル群を算出する時間方向予測ベクトル生成部（１９２）と、第１の予測ベクトル群に属する予測ベクトルと第２の予測ベクトル群に属する予測ベクトルとのうち何れの予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付けるかを、上記第１および第２の動きベクトル群のばらつきに応じて決定する予測ベクトル選択部（１９４）と、を備えている。
2011046008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画像を構成するフレームを分割して得られた複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと予測ベクトルとの差分ベクトルを上記動画像と共に符号化する動画像符号化装置において、
対象フレームにおいて対象パーティション周辺の符号化済パーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第１の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第１の予測ベクトル群を算出する第１の算出手段と、
符号化済フレームにおいて上記対象パーティションと同じ位置を占めるコロケートパーティション周辺のパーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第２の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第２の予測ベクトル群を算出する第２の算出手段と、
上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルを選択する選択手段であって、上記第１の予測ベクトル群に属する予測ベクトルと上記第２の予測ベクトル群に属する予測ベクトルとのうち何れの予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付けるかを、上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきに応じて決定する選択手段と、を備えている、
ことを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の動画像符号化装置であって、
上記選択手段は、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトル群とのうちばらつきが小さい方の動きベクトル群を参照して算出された予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付ける、ことを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項３】
請求項１に記載の動画像符号化装置であって、
上記選択手段は、
上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきが予め定められた閾値よりも小さい場合に、上記第１の動きベクトル群と上記第２の動きベクトル群とのうちばらつきが小さい方の動きベクトル群を参照して算出された予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付け、
そうでない場合に、上記第１の予測ベクトル群に属する予測ベクトルと上記第２の予測ベクトル群に属する予測ベクトルとのうち、何れか一方の予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付けると共に、上記対象パーティションに割り付けた予測ベクトルを示すフラグを符号化する、ことを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項４】
請求項１に記載の動画像符号化装置であって、
上記選択手段は、
上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきが予め定められた閾値よりも小さい場合に、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトル群とのうちばらつきが小さい方の動きベクトル群を参照して算出された予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付け、
そうでない場合に、零ベクトルを上記対象パーティションに割り付ける、ことを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか１項に記載の動画像符号化装置であって、
上記第２の算出手段に代えて、符号化済フレームにおいて、上記対象パーティションと同じ位置を占めるコロケートパーティションを起点として、上記対象パーティション周辺の符号化済パーティションに割り付けられた動きベクトルから推定された、上記対象パーティションに割り付けられる動きベクトルの推定値分だけ移動した位置を占めるシフトコロケートパーティション周辺のパーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第２の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第２の予測ベクトル群を算出する第２の算出手段を備えている、
ことを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項６】
動画像を構成するフレームを分割して得られた複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと予測ベクトルとの差分ベクトルを上記動画像と共に符号化して得られた符号化データを復号する動画像復号装置であって、
対象フレームにおいて対象パーティション周辺の復号済パーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第１の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第１の予測ベクトル群を算出する第１の算出手段と、
復号済フレームにおいて上記対象パーティションと同じ位置を占めるコロケートパーティション周辺のパーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第２の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第２の予測ベクトル群を算出する第２の算出手段と、
上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルを選択する選択手段であって、上記第１の予測ベクトル群に属する予測ベクトルと上記第２の予測ベクトル群に属する予測ベクトルとのうち何れの予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付けるかを、上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきに応じて決定する選択手段と、を備えている、
ことを特徴とする動画像復号装置。
【請求項７】
請求項６に記載の動画像復号装置であって、
上記選択手段は、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトル群とのうちばらつきが小さい方の動きベクトル群を参照して算出された予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付ける、ことを特徴とする動画像復号装置。
【請求項８】
請求項６に記載の動画像復号装置であって、
上記選択手段は、
上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきが予め定められた閾値よりも小さい場合に、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトル群とのうちばらつきが小さい方の動きベクトル群を参照して算出された予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付け、
そうでない場合に、上記符号化データに含まれるフラグを参照して、上記第１の予測ベクトル群に属する予測ベクトルと上記第２の予測ベクトル群に属する予測ベクトルとのうち、何れか一方の予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付ける、ことを特徴とする動画像復号装置。
【請求項９】
請求項６に記載の動画像復号装置であって、
上記選択手段は、
上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきが予め定められた閾値よりも小さい場合に、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトル群とのうちばらつきが小さい方の動きベクトル群を参照して算出された予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付け、
そうでない場合に、零ベクトルを上記対象パーティションに割り付ける、ことを特徴とする動画像復号装置。
【請求項１０】
請求項６から９までの何れか１項に記載の動画像復号装置であって、
上記第２の算出手段に代えて、復号済フレームにおいて、上記対象パーティションと同じ位置を占めるコロケートパーティションを起点として、上記対象パーティション周辺の復号済パーティションに割り付けられた動きベクトルから推定された、上記対象パーティションに割り付けられる動きベクトルの推定値分だけ移動した位置を占めるシフトコロケートパーティション周辺のパーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第２の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第２の予測ベクトル群を算出する第２の算出手段を備えている、
ことを特徴とする動画像復号装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画像を符号化し符号化データを生成する動画像符号化装置に関する。また、そのような動画像符号化装置を用いて生成された符号化データを復号する動画像復号装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動画像を効率的に伝送または記録するために、動画像符号化装置が用いられている。また、動画像符号化装置における動画像の符号化には、動きベクトルを用いた動き補償予測が用いられている。動き補償予測を用いた動画像符号化方式としては、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣなどが挙げられる。【０００３】
非特許文献１には、入力される動画像をフレームごとに複数のパーティションに分割し、当該複数のパーティションのうち、符号化の対象となるパーティション（以下、「対象パーティション」と呼ぶ）の左辺に隣接するパーティション、対象パーティションの上辺に隣接するパーティション、および、対象パーティションの右上のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのメジアン（中央値）を用いて対象パーティションに割り付ける予測ベクトルを推定し、その予測ベクトルを符号化する技術が開示されている。【０００４】
また、非特許文献２には、符号化の対象となるパーティションを含むフレームの前のフレームにおいて、当該対象パーティションと同じ位置を占めるパーティションであるコロケートパーティションに割り付けられた動きベクトルと、コロケートパーティションの周辺の複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのメジアンを用いて当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補を生成したうえで、当該候補と、非特許文献１に記載の技術に基づいて推定された予測ベクトル候補のうち、符号化効率のよい予測ベクトル候補を予測ベクトルとする、ＭＶ  Ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ  と呼ばれる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ  Ｈ．２６４（１１／０７）（２００７年１１月公開）
【非特許文献２】ＩＴＵ−Ｔ  Ｔ０９−ＳＧ１６−ＶＣＥＧ−ＡＣ０６“Ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ−Ｂａｓｅｄ  Ｓｃｈｅｍｅ  ｆｏｒ  Ｍｏｔｉｏｎ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ”（２００６年７月公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献２に記載された技術においては、各パーティションに割り付ける予測ベクトルとして、いずれの予測ベクトル候補が選択されたかを示すフラグを復号装置に伝送する必要があるため、符号化効率の低下を招来するという問題を有している。また、非特許文献２に記載された技術を予測ベクトル候補の数が３以上であるような場合に適用すると、上記フラグの量が増大し、結果として符号化効率の低下を招来するという問題を有している。【０００７】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の予測ベクトル候補から予測ベクトルを選択する場合であっても、いずれの予測ベクトル候補が選択されたかを示すフラグ量が少なく、符号化効率の高い動画像符号化装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明に係る動画像符号化装置は、動画像を構成するフレームを分割して得られた複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと予測ベクトルとの差分ベクトルを上記動画像と共に符号化する動画像符号化装置において、対象フレームにおいて対象パーティション周辺の符号化済パーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第１の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第１の予測ベクトル群を算出する第１の算出手段と、符号化済フレームにおいて上記対象パーティションと同じ位置を占めるコロケートパーティション周辺のパーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第２の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第２の予測ベクトル群を算出する第２の算出手段と、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルを選択する選択手段であって、上記第１の予測ベクトル群に属する予測ベクトルと上記第２の予測ベクトル群に属する予測ベクトルとのうち何れの予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付けるかを、上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきに応じて決定する選択手段と、を備えていることを特徴としている。【０００９】
本発明に係る動画像符号化装置は、上記のように、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルを選択する選択手段であって、上記第１の予測ベクトル群に属する予測ベクトルと上記第２の予測ベクトル群に属する予測ベクトルとのうち何れの予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付けるかを、上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきに応じて決定する選択手段と、を備えているため、何れの予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付けるかを、上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきに応じて決定することができる。【００１０】
一方、上記符号化装置において上記対象パーティションに割り付けられた予測ベクトルは、復号装置においても、再現された上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきに基づいて再現することができる。【００１１】
すなわち、上記のように構成された動画像符号化装置によれば、複数の予測ベクトルの候補から予測ベクトルを選択することができ、かつ、いずれの予測ベクトル候補が選択されたかを示すフラグの生成が不要である。【００１２】
したがって、上記の構成によれば、複数の予測ベクトル候補から予測ベクトルを選択する場合であっても、符号化効率の高い動画像符号化装置を実現することができるという効果を奏する。【００１３】
また、本発明に係る動画像復号装置は、動画像を構成するフレームを分割して得られた複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと予測ベクトルとの差分ベクトルを上記動画像と共に符号化して得られた符号化データを復号する動画像復号装置であって、対象フレームにおいて対象パーティション周辺の復号済パーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第１の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第１の予測ベクトル群を算出する第１の算出手段と、復号済フレームにおいて上記対象パーティションと同じ位置を占めるコロケートパーティション周辺のパーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第２の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第２の予測ベクトル群を算出する第２の算出手段と、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルを選択する選択手段であって、上記第１の予測ベクトル群に属する予測ベクトルと上記第２の予測ベクトル群に属する予測ベクトルとのうち何れの予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付けるかを、上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきに応じて決定する選択手段と、を備えていることを特徴としている。【００１４】
上記のように構成された動画像復号装置によれば、何れの予測ベクトル候補が選択されたかを示すフラグを必要とすることなく、上記予測ベクトルを復号化することができる。したがって、上記の構成によれば、何れの予測ベクトルが選択されたかを示すフラグを含むことなく、高い符号化効率で生成された符号化データを復号することができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００１５】
このように、本発明に係る動画像符号化装置は、動画像を構成するフレームを分割して得られた複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと予測ベクトルとの差分ベクトルを上記動画像と共に符号化する動画像符号化装置において、対象フレームにおいて対象パーティション周辺の符号化済パーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第１の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第１の予測ベクトル群を算出する第１の算出手段と、符号化済フレームにおいて上記対象パーティションと同じ位置を占めるコロケートパーティション周辺のパーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第２の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第２の予測ベクトル群を算出する第２の算出手段と、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルを選択する選択手段であって、上記第１の予測ベクトル群に属する予測ベクトルと上記第２の予測ベクトル群に属する予測ベクトルとのうち何れの予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付けるかを、上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきに応じて決定する選択手段と、を備えている。【００１６】
上記の構成によれば、複数の予測ベクトル候補から予測ベクトルを選択する場合であっても、いずれの予測ベクトル候補が選択されたかを示すフラグ量が少なく、符号化効率の高い動画像符号化装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係る動画像符号化装置における動きベクトル冗長性削減部の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係る動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る動画像符号化装置における空間方向予測ベクトル生成部の構成を示すブロック図である。
【図４】対象パーティションの左辺または上辺に複数のパーティションが隣接している場合の空間方向予測ベクトル算出部の動作を説明するための図である。（ａ）および（ｂ）は、対象パーティションの左辺に２つのパーティションが隣接し、対象パーティションの上辺に他の２つのパーティションが隣接している場合を示している。また、（ｃ）および（ｄ）は、対象パーティションが１６×１６画素のマクロブロックを上下に２等分したパーティションである場合であって、当該マクロブロックの左辺に１つのパーティションが隣接し、当該マクロブロックの上辺に２つのパーティションが隣接している場合を示している。また、（ｅ）は、対象パーティションが１６×１６画素のマクロブロックを左右に２等分したパーティションである場合であって、当該マクロブロックの左辺に２つのパーティションが隣接し、当該マクロブロックの上辺に２つのパーティションが隣接している場合を示している。さらに、（ｆ）は、対象パーティションが１６×１６画素のマクロブロックを左右に２等分したパーティションである場合であって、当該マクロブロックの左辺に４つのパーティションが隣接し、当該マクロブロックの上辺に３つのパーティションが隣接している場合を示している。
【図５】対象パーティションの左辺および上辺にそれぞれ１つずつのパーティションが隣接している場合の空間方向予測ベクトル算出部の動作を説明するための図である。（ａ）は、対象パーティションと同じサイズのパーティションが、対象パーティションの左辺および上辺にそれぞれ１つずつ隣接している場合を示している。また、（ｂ）は、対象パーティションより大きいサイズのパーティションが、対象パーティションの左辺および上辺にそれぞれ１つずつ隣接している場合を示している。また、（ｃ）は、対象パーティションが１６×１６画素のマクロブロックを上下に２等分したパーティションである場合であって、当該マクロブロックに左辺および上辺にそれぞれ１つずつのパーティションが隣接している場合を示している。さらに、（ｄ）は、対象パーティションが１６×１６画素のマクロブロックを左右に２等分したパーティションである場合であって、当該マクロブロックに左辺および上辺にそれぞれ１つずつのパーティションが隣接している場合を示している。
【図６】実施形態に係る動画像符号化装置における時間方向予測ベクトル生成部の構成を示すブロック図である。
【図７】実施形態に係る動画像符号化装置における時間方向予測ベクトル算出部の各部の動作を説明するための図である。（ａ）は、対象パーティションと、コロケートパーティションとの位置関係を模式的に示しており、（ｂ）は、コロケートパーティションの周辺に隣接する複数のパーティションを示している。
【図８】時間方向予測ベクトル算出部の各部の動作を説明するためのものであって、対象パーティションと予測ベクトルの算出に用いるパーティションとの位置関係を模式的に示す図である。
【図９】実施形態に係る動画像復号装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】実施形態に係る動画像復号装置における動きベクトル復元部の構成を示すブロック図である。
【図１１】実施形態に係る動画像復号装置における動きベクトル復元部の他の構成を示すブロック図である。
【図１２】実施形態に係る動画像符号化装置を用いて生成した符号化データのマクロブロックごとのビットストリームを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（動画像符号化装置１）
本実施形態に係る動画像符号化装置１の構成について図１〜図８を参照して説明する。
【００１９】
図２は動画像符号化装置１の構成を示すブロック図である。
【００２０】
図２に示すように、動画像符号化装置１は、変換・量子化部１１、可変長符号化部１２、逆量子化・逆変換部１３、バッファメモリ１４、イントラ予測画像生成部１５、予測画像生成部１６、動きベクトル推定部１７、予測方式制御部１８、動きベクトル冗長性削減部１９、加算器２１、および、減算器２２を備えている。
【００２１】
動画像符号化装置１には、入力画像＃１が逐次的に入力される。入力画像＃１は、映像データの各フレームに対応する画像信号であり、例えば、６０Ｈｚのプログレッシブ信号の各フレームに対応する画像信号である。
【００２２】
動画像符号化装置１は、入力画像＃１の符号化処理を行い、符号化データ＃２を出力する。
【００２３】
変換・量子化部１１は、隣接する複数の画素から構成されるブロック画像（以下「マクロブロック」と呼ぶ）に分割された入力画像＃１と、後述する予測方式制御部１８から出力される予測画像＃１８ａとの差分画像＃２２を、ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）変換により、周波数成分へ変換した後、当該周波数成分の量子化を行い、量子化予測残差データ＃１１を生成する。ここで、上記量子化とは、上記周波数成分を整数値に対応付ける演算のことである。以下では、処理の対象となるマクロブロックを「対象マクロブロック」と呼ぶ。
【００２４】
なお、上記マクロブロックのサイズは、例えば、１６×１６画素であるが、本発明は、マクロブロックの具体的なサイズによって、限定されるものではない。すなわち、本発明は、上記マクロブロックのサイズが、例えば、１６×３２画素、３２×３２画素、６４×６４画素のように、１６×１６画素より大きい場合あっても、好適に適用することができる。
【００２５】
逆量子化・逆変換部１３は、量子化予測残差データ＃１１の復号を行い、予測残差＃１３を生成する。具体的には、逆量子化・逆変換部１３は、量子化予測残差データ＃１１の逆量子化、すなわち、量子化予測残差データ＃１１を構成する整数値の周波数成分への対応付け、および、当該周波数成分の逆ＤＣＴ変換、すなわち、当該周波数成分に基づいた対象マクロブロックの画素成分への逆変換を行い、予測残差＃１３を生成する。
【００２６】
加算器２１は、予測残差＃１３と、予測画像＃１８ａとを加算し、復号画像＃２１を生成する。生成された復号画像＃２１は、バッファメモリ１４に格納される。
【００２７】
イントラ予測画像生成部１５は、バッファメモリ１４に格納された復号画像＃２１から局所復号画像＃１４ａ（対象マクロブロックと同じフレームの既復号領域）を抽出し、局所復号画像＃１４ａに基づいてフレーム内予測を行い、イントラ予測画像＃１５を生成する。イントラ予測画像＃１５のサイズは、例えば、１６×１６画素、８×８画素、又は、４×４画素等であるが、本発明は、具体的なイントラ予測画像＃１５のサイズによって限定されるものではない。例えば、上記マクロブロックのサイズが３２×３２画素、６４×６４画素のように、１６×１６画素より大きい場合には、イントラ予測画像＃１５のサイズも、１６×１６画素より大きいサイズであってもよい。
【００２８】
動きベクトル推定部１７は、対象マクロブロックを１つ若しくは複数のパーティションに分割し、各々のパーティションに対して、順次、動きベクトルを割り付ける。具体的には、動きベクトル推定部１７は、入力画像＃１上の上記複数のパーティションのうち、処理の対象となるパーティション（以下、「対象パーティション」と呼ぶ）に対し、既にフレーム全体が復号され、バッファメモリ１４に格納された画像（以下、参照画像＃１４ｂと呼ぶ）を用いて、動きベクトル＃１７を算出し、割り付ける。算出された動きベクトル＃１７は、予測画像生成部１６、動きベクトル冗長性削減部１９に対して出力されると共に、バッファメモリ１４に格納される。
【００２９】
上記パーティションのサイズは、例えば、１６×１６画素、１６×８画素、８×１６画素、８×８画素、８×４画素、４×８画素、又は、４×４画素であるが、本発明は、具体的なパーティションのサイズによって限定されるものではない。例えば、上記マクロブロックのサイズが３２×３２画素、６４×６４画素のように、１６×１６画素より大きい場合には、上記パーティションのサイズも、１６×１６画素より大きいサイズであってもよい。
【００３０】
予測画像生成部１６は、バッファメモリ１４に格納された参照画像＃１４ｂに対し、パーティションごとに、動きベクトル＃１７に基づいた動き補償を行い、インター予測画像＃１６を生成する。
【００３１】
予測方式制御部１８は、マクロブロック単位で、イントラ予測画像＃１５と、インター予測画像＃１６と、入力画像＃１とを比較し、イントラ予測画像＃１５、または、インター予測画像＃１６のうち、何れか一方を選択し、予測画像＃１８ａとして出力する。また、予測方式制御部１８は、イントラ予測画像＃１５、または、インター予測画像＃１６のうち、何れを選択したのかを表す情報である予測モード＃１８ｂを出力する。予測画像＃１８ａは減算器２２に入力される。
【００３２】
予測モード＃１８ｂは、バッファメモリ１４に格納されると共に、可変長符号化部１２に入力される。
【００３３】
動きベクトル冗長性削減部１９は、動きベクトル推定部１７において上記対象パーティションに動きベクトル＃１７が割り付けられた後、他のパーティションに割り付けられ、バッファメモリ１４に格納された動きベクトル群＃１４ｃに基づいて予測ベクトルを算出する。また、動きベクトル冗長性削減部１９は、当該予測ベクトルと、動きベクトル＃１７との差分をとり、差分動きベクトル＃１９ａを生成する。生成された差分動きベクトル＃１９ａは、可変長符号化部１２に出力される。また、動きベクトル冗長性削減部１９は、上記予測ベクトルが複数ある場合には、どの予測ベクトルを用いて差分動きベクトル＃１９ａを生成したかを示すフラグ＃１９ｂを出力してもよい。動きベクトル冗長性削減部１９の詳細については、以下で詳述するため、ここでは説明を省略する。
【００３４】
可変長符号化部１２は、量子化予測残差データ＃１１、差分動きベクトル＃１９ａ、予測モード＃１８ｂ、および、フラグ＃１９ｂに対し、可変長符号化を行い、符号化データ＃２を生成する。
【００３５】
減算器２２は、対象マクロブロックに対し、入力画像＃１と、予測画像＃１８ａとの差分をとり、差分画像＃２２を出力する。
【００３６】
（動きベクトル冗長性削減部１９）
図１は、動きベクトル冗長性削減部１９の構成を示すブロック図である。図１に示すように、動きベクトル冗長性削減部１９は、予測ベクトル生成部１９６、および、減算器１９５を備えている。また、図１に示すように、予測ベクトル生成部１９６は、空間方向予測ベクトル生成部１９１、時間方向予測ベクトル生成部１９２、時空間方向予測ベクトル生成部１９３、および、予測ベクトル選択部１９４を備えている。
【００３７】
以下では、各フレームの符号化処理が、各フレームの左上から横方向に、順次下側に向かって行われる場合について説明を行うが、本発明は具体的な符号化処理の方向によって限定されるものではない。例えば、各フレームの符号化処理が、各フレームの左上から縦方向に、順次右側に向かって行われるような場合には、下記の説明における「左辺」を「上辺」に、下記の説明における「上辺」を「左辺」に、下記の説明における「右辺」を「下辺」に、下記の説明における「右側」を「下側」に、それぞれ置き換えることによって、本発明を容易に適用することができる。また、フレームの符号化処理をその他の順序で行う場合にも、ほぼ同様の置き換えにより、本発明を容易に適用することができる。
【００３８】
（空間方向予測ベクトル生成部１９１）
まず、空間方向予測ベクトル生成部１９１について、図３〜図５を参照して説明する。図３は、空間方向予測ベクトル生成部１９１の構成を示すブロック図である。図３に示すように、空間方向予測ベクトル生成部１９１は、空間方向動きベクトル抽出部１９１ａ、および、空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂを備えている。
【００３９】
また、図３に示すように、空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂは、第１算出部１９１ｂ１、第２算出部１９１ｂ２、第３算出部１９１ｂ３、および、第１選択部１９１ｂ４を備えている。
【００４０】
空間方向予測ベクトル生成部１９１は、動きベクトル群＃１４ｃを受け、空間方向予測ベクトル＃１９１を出力する。
【００４１】
空間方向動きベクトル抽出部１９１ａは、動きベクトル群＃１４ｃから、対象パーティションの左辺に隣接するパーティションに割り付けられた動きベクトルと、対象パーティションの上辺に隣接するパーティションに割り付けられた動きベクトルと、対象パーティションの左辺または上辺に隣接するパーティションに隣接するパーティションに割り付けられた動きベクトルと、を抽出する。抽出された複数の動きベクトルから構成される動きベクトル群＃１９１ａは、空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂに入力される。
【００４２】
空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂは、動きベクトル群＃１９１ａに基づいて、対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補（以下、「予測ベクトル候補」と呼ぶ）を算出する。例えば、空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂは、対象パーティションの左辺または上辺に複数のパーティションが隣接している場合に、当該複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルから、あるいは、当該複数のパーティションおよび当該複数のパーティションに隣接するパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルから、平均算出処理、メジアン算出処理、またはそれらの組み合わせにより複数の予測ベクトル候補を算出する。また、空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂは、当該複数の予測ベクトル候補から、１つの予測ベクトル候補を選択し、空間方向予測ベクトル＃１９１として出力する。
【００４３】
（空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂの動作）
以下では、空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂの具体的な動作について、図４の（ａ）〜（ｆ）を参照して説明する。
【００４４】
図４は、対象パーティションの左辺または上辺に複数のパーティションが隣接している場合の空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂの動作を説明するための図である。図４の（ａ）および（ｂ）は、対象パーティションの左辺に２つのパーティションが隣接し、対象パーティションの上辺に他の２つのパーティションが隣接している場合を示している。また、図４の（ｃ）および（ｄ）は、対象パーティションが１６×１６画素のマクロブロックを上下に２等分したパーティションである場合であって、当該マクロブロックの左辺に１つのパーティションが隣接し、当該マクロブロックの上辺に２つのパーティションが隣接している場合を示している。また、図４の（ｅ）は、対象パーティションが１６×１６画素のマクロブロックを左右に２等分したパーティションである場合であって、当該マクロブロックの左辺に２つのパーティションが隣接し、当該マクロブロックの上辺に２つのパーティションが隣接している場合を示している。さらに、図４の（ｆ）は、対象パーティションが１６×１６画素のマクロブロックを左右に２等分したパーティションである場合であって、当該マクロブロックの左辺に４つのパーティションが隣接し、当該マクロブロックの上辺に３つのパーティションが隣接している場合を示している。
【００４５】
（対象パーティションのサイズが１６×８画素、および、８×１６画素以外の場合）
以下では、まず、対象パーティションのサイズが１６×８画素、および、８×１６画素以外の場合の空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂの各部の動作について説明する。
【００４６】
第１算出部１９１ｂ１は、対象パーティションの左辺または上辺に複数のパーティションが隣接している場合であって、上記複数のパーティションの数が奇数個である場合には、上記複数のパーティションのうち、上記対象パーティションに接する辺の長さが最も長いパーティションに割り付けられた動きベクトルと、上記複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと、上記対象パーティションの上辺に隣接するパーティションのうち最も右側のパーティションの右辺に隣接するパーティションに割り付けられた動きベクトルとのメジアンを当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ１に設定する。また、第１算出部１９１ｂ１は、上記複数のパーティションの数が偶数個である場合には、上記複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと、上記対象パーティションの上辺に隣接するパーティションのうち最も右側のパーティションの右辺に隣接するパーティションに割り付けられた動きベクトルと、のメジアンを当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ１に設定する。
【００４７】
例えば、図４の（ａ）に示すように、対象パーティションの左辺にパーティションａ１、および、パーティションａ２が隣接し、対象パーティションの上辺にパーティションｂ１、および、パーティションｂ２が隣接している場合には、第１算出部１９１ｂ１は、パーティションａ１、パーティションａ２、パーティションｂ１、パーティションｂ２、および、パーティションｂ２の右辺に隣接するパーティションｂ３の各々に割り付けられた動きベクトルのメジアンを対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ１に設定する。
【００４８】
ここで、メジアンとは、要素の中央値をとる算術操作のことであり、ベクトルのメジアンとは、対応する成分ごとに中央値をとったベクトルのことである。
【００４９】
上記の例では、パーティションａｉ（ｉ＝１，２）に割り付けられた動きベクトルを（ＭＶａｉｘ、ＭＶａｉｙ）、パーティションｂｊ（ｊ＝１，２、３）に割り付けられた動きベクトルを（ＭＶｂｊｘ、ＭＶｂｊｙ）と表すと、予測ベクトル候補＃１９１ｂ１（ＰＭＶ１ｘ、ＰＭＶ１ｙ）は、ＰＭＶ１ｘ＝ｍｅｄｉａｎ（ＭＶａ１ｘ、ＭＶａ２ｘ、ＭＶｂ１ｘ、ＭＶｂ２ｘ、ＭＶｂ３ｘ）、および、ＰＭＶ１ｙ＝ｍｅｄｉａｎ（ＭＶａ１ｙ、ＭＶａ２ｙ、ＭＶｂ１ｙ、ＭＶｂ２ｙ、ＭＶｂ３ｙ）によって算出される。ここで、ｍｅｄｉａｎ（…）は、括弧内の要素の中央値をとることを意味する。
【００５０】
また、例えば、対象パーティションの左辺にパーティションａ１’、および、パーティションａ２’が隣接し、対象パーティションの上辺にパーティションｂ１’が隣接している場合であって、上記対象パーティションに接する辺の長さが最も長いパーティションがパーティションｂ１’である場合には、第１算出部１９１ｂ１は、パーティションａ１’、パーティションａ２’、パーティションｂ１’、パーティションｂ１’、および、パーティションｂ１’の右辺に隣接するパーティションｂ３’の各々に割り付けられた動きベクトルのメジアンを対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ１に設定する。
【００５１】
すなわち、上記の場合、パーティションａｉ’（ｉ＝１，２）に割り付けられた動きベクトルを（ＭＶａｉｘ’、ＭＶａｉｙ’）、パーティションｂｊ’（ｊ＝１，３）に割り付けられた動きベクトルを（ＭＶｂｊｘ’、ＭＶｂｊｙ’）と表すと、予測ベクトル候補＃１９１ｂ１（ＰＭＶ１ｘ、ＰＭＶ１ｙ）は、ＰＭＶ１ｘ＝ｍｅｄｉａｎ（ＭＶａ１ｘ’、ＭＶａ２ｘ’、ＭＶｂ１ｘ’、ＭＶｂ１ｘ’、ＭＶｂ３ｘ’）、および、ＰＭＶ１ｙ＝ｍｅｄｉａｎ（ＭＶａ１ｙ’、ＭＶａ２ｙ’、ＭＶｂ１ｙ’、ＭＶｂ１ｙ’、ＭＶｂ３ｙ’）によって算出される。
【００５２】
一方で、第２算出部１９１ｂ２は、対象パーティションの左辺または上辺に複数のパーティションが隣接している場合に、当該複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの上記辺ごとの平均と、上記対象パーティションの上辺に隣接するパーティションのうち最も右側のパーティションの右辺に隣接するパーティションに割り付けられた動きベクトルとのメジアンを当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ２に設定する。
【００５３】
例えば、図４の（ｂ）に示すような場合には、第２算出部１９１ｂ２は、パーティションａ１に割り付けられた動きベクトルとパーティションａ２に割り付けられた動きベクトルとの平均と、パーティションｂ１に割り付けられた動きベクトルとパーティションｂ２に割り付けられた動きベクトルとの平均と、パーティションｂ３に割り付けられた動きベクトルとのメジアンを当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ２に設定する。
【００５４】
上記の記号を用いて表すと、予測ベクトル候補＃１９１ｂ２（ＰＭＶ２ｘ、ＰＭＶ２ｙ）は、ＰＭＶ２ｘ＝ｍｅｄｉａｎ（（ＭＶａ１ｘ＋ＭＶａ２ｘ）／２、（ＭＶｂ１ｘ＋ＭＶｂ２ｘ）／２、ＭＶｂ３ｘ）、および、ＰＭＶ２ｙ＝ｍｅｄｉａｎ（（ＭＶａ１ｙ＋ＭＶａ２ｙ）／２、（ＭＶｂ１ｙ＋ＭＶｂ２ｙ）／２、ＭＶｂ３ｙ）によって算出される。
【００５５】
第３算出部１９１ｂ３は、対象パーティションの左辺または上辺に複数のパーティションが隣接している場合に、当該複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの平均を当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ３に設定する。
【００５６】
例えば、図４の（ａ）および（ｂ）に示すような場合には、上記の記号を用いて表すと、第３算出部１９１ｂ３は、予測ベクトル候補＃１９１ｂ３（ＰＭＶ３ｘ、ＰＭＶ３ｙ）を、ＰＭＶ３ｘ＝（ＭＶａ１ｘ＋ＭＶａ２ｘ＋ＭＶｂ１ｘ＋ＭＶｂ２ｘ）／４、および、ＰＭＶ３ｙ＝（ＭＶａ１ｙ＋ＭＶａ２ｙ＋ＭＶｂ１ｙ＋ＭＶｂ２ｙ）／４によって算出する。
【００５７】
なお、予測ベクトル候補＃１９１ｂ３は、対象パーティションの左辺または上辺に隣接した複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと、対象パーティションの上辺に隣接しているパーティションのうち、最も右側のパーティションの右辺に隣接したパーティションに割り付けられた動きベクトルとの平均としてもよい。すなわち、図４の（ａ）および（ｂ）に示すような場合には、第３算出部１９１ｂ３は、予測ベクトル候補＃１９１ｂ３（ＰＭＶ３ｘ、ＰＭＶ３ｙ）を、ＰＭＶ３ｘ＝（ＭＶａ１ｘ＋ＭＶａ２ｘ＋ＭＶｂ１ｘ＋ＭＶｂ２ｘ＋ＭＶｂ３ｘ）／５、および、ＰＭＶ３ｙ＝（ＭＶａ１ｙ＋ＭＶａ２ｙ＋ＭＶｂ１ｙ＋ＭＶｂ２ｙ＋ＭＶｂ３ｙ）／５によって算出するようにしてもよい。
【００５８】
第１選択部１９１ｂ４は、予測ベクトル候補＃１９１ｂ１、予測ベクトル候補＃１９１ｂ２、予測ベクトル候補＃１９１ｂ３のうち、何れか１つを選択し、空間方向予測ベクトル＃１９１として出力する。
【００５９】
具体的には、第１選択部１９１ｂ４は、対象パーティションの左辺に隣接するパーティション、当該対象パーティションの上辺に隣接するパーティション、および、当該対象パーティションの上辺に隣接するパーティションのうち最も右側のパーティションの右辺に隣接するパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのばらつきが予め定められた第１の閾値以下である場合には、予測ベクトル候補＃１９１ｂ３を空間方向予測ベクトル＃１９１として出力し、上記ばらつきが上記第１の閾値より大きい場合には、予測ベクトル候補＃１９１ｂ１、または、予測ベクトル候補＃１９１ｂ２を空間方向予測ベクトル＃１９１として出力する。
【００６０】
なお、上記ばらつきの定義としては、例えば、分散、標準偏差、または、平均値から最も遠い値までの距離等を用いることができるが、上記定義の例は、本発明を限定するものではなく、他にも様々な定義を用いることができる。
【００６１】
なお、第１選択部１９１ｂ４は、上記ばらつきが予め定められた第２の閾値以下である場合には、予測ベクトル候補＃１９１ｂ３を空間方向予測ベクトル＃１９１として出力し、上記ばらつきが上記第２の閾値より大きい場合であって、上記第２の閾値よりも大きい第３の閾値以下である場合には、予測ベクトル候補＃１９１ｂ１、または、予測ベクトル候補＃１９１ｂ２を空間方向予測ベクトル＃１９１として出力し、上記ばらつきが上記第３の閾値より大きい場合には、０ベクトルを空間方向予測ベクトル＃１９１として出力するようにしてもよい。
【００６２】
また、第１選択部１９１ｂ４が、予測ベクトル候補＃１９１ｂ１、または、予測ベクトル候補＃１９１ｂ２のうち、どちらを出力するかは、フレームごとに予め定められていてもよいし、シーケンスごとに予め定められていてもよい。また、ピクチャごと、または、スライスごとに定められていてもよい。
【００６３】
また、第１選択部１９１ｂ４は、予測ベクトル候補＃１９１ｂ１、または、予測ベクトル候補＃１９１ｂ２のうち符号化効率のよい予測ベクトル候補を空間方向予測ベクトル＃１９１として出力するようにしてもよい。ここで、上記符号化効率のよい予測ベクトル候補とは、例えば、レート歪み特性の点で効率の良い予測ベクトル候補のことを指す。
【００６４】
また、予測ベクトル候補＃１９１ｂ２、および、予測ベクトル候補＃１９１ｂ３を算出する際に用いた上記平均は上記動きベクトルが割り付けられたパーティションが上記対象パーティションに隣接する辺の長さに応じた加重平均であってもよい。このように、加重平均を用いることにより、より正確な予測ベクトル候補、すなわち、対象パーティションに割り付けられる動きベクトルにより類似した予測ベクトル候補の算出を行うことができる。
【００６５】
（対象パーティションのサイズが１６×８画素の場合）
対象パーティションのサイズが１６×８画素、すなわち、対象パーティションが横方向に１６画素、縦方向に８画素から構成されている場合、および、対象パーティションのサイズが８×１６画素、すなわち、対象パーティションが横方向に８画素、縦方向に１６画素から構成されている場合には、空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂは、上記の動作とは異なる動作を行う。
【００６６】
以下では、対象パーティションのサイズが１６×８画素の場合の空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂの各部の動作について説明する。
【００６７】
第１算出部１９１ｂ１は、対象パーティションが、１６×１６のサイズであるパーティションを上下に２等分したパーティションのうち上側のパーティションであり、且つ、当該対象パーティションの上辺および左辺に偶数個のパーティションが隣接している場合には、当該偶数個のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと、当該対象パーティションの左辺または上辺に隣接するパーティションのうち、上記対象パーティションに接する辺の長さが最も長いパーティションに割り付けられた動きベクトルとのメジアンを当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ１に設定する。また、第１算出部１９１ｂ１は、対象パーティションが上記上側のパーティションであり、且つ、当該対象パーティションの上辺および左辺に奇数個のパーティションが隣接している場合には、当該奇数個のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのメジアンを当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ１に設定する。
【００６８】
また、第１算出部１９１ｂ１は、対象パーティションが１６×１６のサイズであるパーティションを上下に２等分したパーティションのうち下側のパーティションであり、且つ、当該対象パーティションの左辺に１つのパーティションが隣接している場合には、当該１つのパーティションに割り付けられた動きベクトルを当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補に設定する。また、第１算出部１９１ｂ１は、対象パーティションが上記下側のパーティションであり、且つ、当該対象パーティションの左辺に複数のパーティションが隣接している場合には、当該複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの平均を当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ１に設定する。
【００６９】
例えば、図４の（ｃ）に示すように、対象パーティションが１６×１６画素のマクロブロックを上下に２等分したパーティション（上側のパーティションをパーティションＸ１、下側のパーティションをパーティションＸ２と呼ぶ。以下同じ）である場合であって、当該マクロブロックの左辺にパーティションａが隣接し、当該マクロブロックの上辺にパーティションｂ１およびパーティションｂ２が隣接している場合には、第１算出部１９１ｂ１は、パーティションｂ１に割り付けられた動きベクトルと、パーティションｂ２に割り付けられた動きベクトルと、パーティションａに割り付けられた動きベクトルとのメジアンを、パーティションＸ１に割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ１に設定する。
【００７０】
また、第１算出部１９１ｂ１は、パーティションａに割り付けられた動きベクトルを、パーティションＸ２に割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ１に設定する。
【００７１】
一方で、第２算出部１９１ｂ２は、対象パーティションが、１６×１６のサイズであるパーティションを上下に２等分したパーティションのうち上側のパーティションであり、且つ、当該対象パーティションの上辺に複数のパーティションが隣接している場合に、当該複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの平均を当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ２に設定する。また、第２算出部１９１ｂ２は、対象パーティションが、１６×１６のサイズであるパーティションを上下に２等分したパーティションのうち下側のパーティションであり、且つ、当該対象パーティションの左辺に１つのパーティションが隣接している場合には、当該１つのパーティションに割り付けられた動きベクトルを当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補に設定する。また、第２算出部１９１ｂ２は、対象パーティションが上記下側のパーティションであり、且つ、当該対象パーティションの左辺に複数のパーティションが隣接している場合には、当該複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの平均を当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ２に設定する。
【００７２】
例えば、図４の（ｄ）に示すような場合には、第２算出部１９１ｂ２は、パーティションｂ１に割り付けられた動きベクトルと、パーティションｂ２に割り付けられた動きベクトルとの平均を、パーティションＸ１に割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ２に設定する。また、第２算出部１９１ｂ２は、パーティションａに割り付けられた動きベクトルを、パーティションＸ２に割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ２に設定する。
【００７３】
第１選択部１９１ｂ４は、パーティションＸ１に割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ１とパーティションＸ１に割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ２とのうち、フレームごと、シーケンスごと、ピクチャごと、または、スライスごとに予め定められたいずれかの予測ベクトル候補を、パーティションＸ１に割り付ける空間方向予測ベクトル＃１９１として出力する。また、第１選択部１９１ｂ４は、パーティションＸ１に割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ１とパーティションＸ１に割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ２とのうち符号化効率がより高い方の予測ベクトル候補を、パーティションＸ１に割り付ける空間方向予測ベクトル＃１９１として出力するようにしてもよい。パーティションＸ２に割り付ける空間方向予測ベクトル＃１９１についても同様である。
【００７４】
なお、第１選択部１９１ｂ４は、パーティションＸ１の上辺に隣接しているパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのばらつきが、予め定められた閾値以下である場合には、予測ベクトル候補＃１９１ｂ２を空間方向予測ベクトル＃１９１に設定し、上記ばらつきが、上記閾値よりも大きい場合には、予測ベクトル候補＃１９１ｂ１を空間方向予測ベクトル＃１９１に設定するようにしてもよい。
【００７５】
なお、対象パーティションのサイズが１６×８画素の場合も、上述した場合と同様に、第３算出部１９１ｂ３が、対象パーティションの左辺または上辺に隣接した複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの平均を当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ３に設定するようにしてもよい。
【００７６】
例えば、図４の（ｃ）のような場合、第３算出部１９１ｂ３は、パーティションａ、パーティションｂ１、および、パーティションｂ２のそれぞれに割り付けられた動きベクトルの平均をパーティションＸ１に割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ３に設定するようにしてもよい。このような場合、第１選択部１９１ｂ４は、予測ベクトル候補＃１９１ｂ１、予測ベクトル候補＃１９１ｂ２、予測ベクトル候補＃１９１ｂ３のうち、何れか１つを選択し、空間方向予測ベクトル＃１９１として出力するようにすればよい。
【００７７】
（対象パーティションのサイズが８×１６画素の場合）
対象パーティションのサイズが８×１６画素の場合の空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂの各部の動作は、対象パーティションのサイズが１６×８画素の場合とほぼ同様である。
【００７８】
具体的には、第１算出部１９１ｂ１は、対象パーティションが、１６×１６のサイズであるパーティションを左右に２等分したパーティションのうち左側のパーティションであって、当該対象パーティションの上辺および左辺に偶数個のパーティションが隣接しているときには、当該偶数個のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと、当該対象パーティションの左辺または上辺に隣接するパーティションのうち、上記対象パーティションに接する辺の長さが最も長いパーティションに割り付けられた動きベクトルとのメジアンを当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ１に設定し、当該対象パーティションの上辺および左辺に奇数個のパーティションが隣接しているときには、当該奇数個のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのメジアンを当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ１に設定し、対象パーティションが、１６×１６のサイズであるパーティションを左右に２等分したパーティションのうち右側のパーティションであるときには、当該対象パーティションの上辺に隣接するパーティションのうち最も右側のパーティションの右辺に隣接するパーティションに割り付けられた動きベクトルを当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ１に設定する。
【００７９】
例えば、図４の（ｅ）に示すように、対象パーティションが１６×１６画素のマクロブロックを左右に２等分したパーティション（左側のパーティションをパーティションＸ３、右側のパーティションをパーティションＸ４と呼ぶ。以下同じ）である場合であって、パーティションＸ３の左辺にパーティションａ１およびパーティションａ２が隣接し、パーティションＸ３の上辺にパーティションｂ１が隣接している場合には、第１算出部１９１ｂ１は、パーティションａ１に割り付けられた動きベクトルと、パーティションａ２に割り付けられた動きベクトルと、パーティションｂ１に割り付けられた動きベクトルとのメジアンを、パーティションＸ３に割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ１に設定する。
【００８０】
また、第１算出部１９１ｂ１は、パーティションＸ４の上辺に隣接しているパーティションｂ２の右辺に隣接しているパーティションｃに割り付けられた動きベクトルをパーティションＸ４に割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ１に設定する。
【００８１】
一方で、第２算出部１９１ｂ２は、対象パーティションが、１６×１６のサイズであるパーティションを左右に２等分したパーティションのうち左側のパーティションであって、当該対象パーティションの左辺に複数のパーティションが隣接しているときに、当該複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの平均を当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ２に設定し、対象パーティションが、１６×１６のサイズであるパーティションを左右に２等分したパーティションのうち右側のパーティションであるときには、当該対象パーティションの上辺に隣接するパーティションのうち最も右側のパーティションの右辺に隣接するパーティションに割り付けられた動きベクトルを当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ２に設定する。
【００８２】
例えば、図４の（ｆ）に示すように、パーティションＸ３の左辺にパーティションａ１〜ａ４が隣接している場合には、第２算出部１９１ｂ２は、パーティションａ１〜ａ４のそれぞれに割り付けられた動きベクトルの平均を、パーティションＸ３に割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ２に設定する。また、第２算出部１９１ｂ２は、パーティションＸ４に上辺に隣接するパーティションの右辺に隣接するパーティションｃに割り付けられた動きベクトルを、パーティションＸ２に割り付ける予測ベクトル候補＃１９１ｂ２に設定する。
【００８３】
また、対象パーティションのサイズが８×１６画素の場合の第１選択部１９１ｂ４の動作は、対象パーティションのサイズが１６×８画素の場合における第１選択部１９１ｂ４の動作と同様である。
【００８４】
なお、対象パーティションのサイズが８×１６画素、または、１６×８画素の場合も、予測ベクトル候補＃１９１ｂ２、および、予測ベクトル候補＃１９１ｂ３を算出する際に用いた上記平均は、上記動きベクトルが割り付けられたパーティションが上記対象パーティションに隣接する辺の長さに応じた加重平均であってもよい。このように、加重平均を用いることにより、より正確な予測ベクトル候補の算出を行うことができる。
【００８５】
また、図５の（ａ）〜（ｄ）に示すように、対象パーティションの左辺および上辺にそれぞれ１つずつのパーティションが隣接している場合の、空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂの動作は以下の通りである。
【００８６】
図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、対象パーティションと同じサイズ、または、対象パーティションより大きいサイズのパーティションが、対象パーティションの左辺または上辺に隣接している場合には、空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂは、対象パーティションの左辺に隣接するパーティションａに割り付けられた動きベクトルと、対象パーティションの上辺に隣接するパーティションｂに割り付けられた動きベクトルと、パーティションｂの右辺に隣接するパーティションｃに割り付けられた動きベクトルとのメジアンを当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補に設定し、当該予測ベクトル候補を当該対象パーティションに割り付ける空間方向予測ベクトル＃１９１として出力する。
【００８７】
なお、空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂは、パーティションａ、パーティションｂ、および、パーティションｃの各々に割り付けられた動きベクトルの平均を当該対象パーティションに割り付ける空間方向予測ベクトル＃１９１として出力するようにしてもよい。また、上記平均は対象パーティションに接する辺の長さに応じた加重平均であってもよい。
また、空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂは、上記のように平均を用いて算出された予測ベクトル候補と、加重平均を用いて算出された予測ベクトル候補とを比較し、パーティションａ〜ｃの各々に割り付けられた動きベクトルのばらつきに応じてどちらか一方を選択するようにしてもよい。
【００８８】
一方で、図５の（ｃ）に示すように、対象パーティションが１６×１６画素のマクロブロックを上下に２等分したパーティションである場合であって、当該マクロブロックの左辺および上辺にそれぞれ１つずつのパーティションが隣接している場合には、空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂは、対象マクロブロックの上辺に隣接するパーティションｂに割り付けられた動きベクトルをパーティションＸ１に割り付ける予測ベクトル候補とし、当該予測ベクトル候補をパーティションＸ１に割り付ける空間方向予測ベクトル＃１９１として出力する。また、空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂは、当該マクロブロックの左辺に隣接するパーティションａに割り付けられた動きベクトルをパーティションＸ２に割り付ける予測ベクトル候補とし、当該予測ベクトル候補をパーティションＸ２に割り付ける空間方向予測ベクトル＃１９１として出力する。
【００８９】
また、図５の（ｄ）に示すように、対象パーティションが１６×１６画素のマクロブロックを左右に２等分したパーティションである場合であって、当該マクロブロックに左辺および上辺にそれぞれ１つずつのパーティションが隣接している場合には、空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂは、当該マクロブロックの左辺に隣接するパーティションａに割り付けられた動きベクトルをパーティションＸ３に割り付ける予測ベクトル候補とし、当該予測ベクトル候補をパーティションＸ３に割り付ける空間方向予測ベクトル＃１９１として出力する。
【００９０】
また、空間方向予測ベクトル算出部１９１ｂは、パーティションＸ４の上辺に隣接するパーティションｂの右辺に隣接するパーティションｃに割り付けられた動きベクトルをパーティションＸ４に割り付ける予測ベクトル候補とし、当該予測ベクトル候補をパーティションＸ４に割り付ける空間方向予測ベクトル＃１９１として出力する。
【００９１】
（時間方向予測ベクトル生成部１９２）
続いて、時間方向予測ベクトル生成部１９２について、図６および図７を参照して説明する。図６は、時間方向予測ベクトル生成部１９２の構成を示すブロック図である。図６に示すように、時間方向予測ベクトル生成部１９２は、時間方向動きベクトル抽出部１９２ａと時間方向予測ベクトル算出部１９２ｂとを備えている。
【００９２】
また、図６に示すように、時間方向予測ベクトル算出部１９２ｂは、第４算出部１９２ｂ１、第５算出部１９２ｂ２、および、第２選択部１９２ｂ３を備えている。
【００９３】
時間方向予測ベクトル生成部１９２は、動きベクトル群＃１４ｃを受け、時間方向予測ベクトル＃１９２を出力する。
【００９４】
時間方向動きベクトル抽出部１９２ａは、動きベクトル群＃１４ｃから、対象パーティションを含むフレームよりも前に符号化されたフレームにおいて、当該対象パーティションと同じ位置を占めるパーティションであるコロケートパーティションに割り付けられた動きベクトル、および、当該コロケートパーティションに隣接するパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルを抽出する。抽出された複数の動きベクトルから構成される動きベクトル群＃１９２ａは、時間方向予測ベクトル算出部１９２ｂに入力される。
【００９５】
ここで、対象パーティションを含むフレームよりも前に符号化されたフレームとは、具体的には、対象パーティションを含むフレームが符号化される以前に符号化・復号され、バッファメモリ１４に格納されたフレームを指す。
【００９６】
時間方向予測ベクトル算出部１９２ｂは、動きベクトル群＃１９２ａに基づいて、対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補を算出する。例えば、時間方向予測ベクトル算出部１９２ｂは、対象パーティションを含むフレームより前に符号化されたフレームにおいて、当該対象パーティションと同じ位置を占めるコロケートパーティション、および、当該コロケートパーティションの周辺に隣接するパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの平均算出処理、メジアン算出処理、または、それらの組み合わせにより、複数の予測ベクトル候補を算出する。また、時間方向予測ベクトル算出部１９２ｂは、当該複数の予測ベクトル候補から、１つの予測ベクトル候補を選択し、時間方向予測ベクトル＃１９２として出力する。
【００９７】
（時間方向予測ベクトル算出部１９２ｂの動作）
以下では、時間方向予測ベクトル算出部１９２ｂの各部の具体的な動作について、図７の（ａ）〜（ｂ）を参照して説明する。
【００９８】
図７は、時間方向予測ベクトル算出部１９２ｂの各部の動作を説明するための図である。図７の（ａ）は、対象パーティションと、コロケートパーティションとの位置関係を模式的に示しており、図７の（ｂ）は、コロケートパーティションの周辺に隣接する複数のパーティションを示している。
【００９９】
第４算出部１９２ｂ１は、対象パーティションを含むフレームより前に符号化されたフレームにおいて、当該対象パーティションと同じ位置を占めるコロケートパーティションに割り付けられた動きベクトルと当該コロケートパーティションの周辺に隣接するパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルとの平均を、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補に設定する。
【０１００】
具体的には、第４算出部１９２ｂ１は、図７の（ａ）に示すように、対象パーティションＡを含むフレームＦ１よりも前に符号化されたフレームＦ２において、対象パーティションＡと同じ位置を占めるパーティションであるコロケートパーティションＢに割り付けられた動きベクトルと、図７の（ｂ）に示すように、コロケートパーティションＢに隣接するパーティションａ１〜ａ３、パーティションｂ１〜ｂ４、パーティションｃ１〜ｃ４、および、パーティションｄ１〜ｄ３の各々に割り付けられた動きベクトルとの平均を対象パーティションＡに割り付ける予測ベクトル候補＃１９２ｂ１に設定する。
【０１０１】
一方で、第５算出部１９２ｂ２は、上記コロケートパーティションおよび上記コロケートパーティションに隣接する隣接パーティションの和が偶数である場合には、当該隣接パーティションのうち、上記対象パーティションに隣接する辺の長さが最も長い隣接パーティションに割り付けられた動きベクトルと、上記コロケートパーティションおよび上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルとのメジアンを当該対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補に設定する。また、第５算出部１９２ｂ２は、上記コロケートパーティションおよび上記隣接パーティションの和が奇数個である場合には、上記コロケートパーティションに割り付けられた動きベクトルと、上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルとのメジアンを上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補に設定する。
【０１０２】
具体的には、図７の（ｂ）に示すような場合には、第５算出部１９２ｂ２は、コロケートパーティションＢ、パーティションａ１〜ａ３、パーティションｂ１〜ｂ４、パーティションｃ１〜ｃ４、および、パーティションｄ１〜ｄ３の各々に割り付けられた動きベクトルのメジアンを対象パーティションＡに割り付ける予測ベクトル候補＃１９２ｂ２に設定する。
【０１０３】
なお、第５算出部１９２ｂ２は、上記コロケートパーティションおよび上記コロケートパーティションに隣接する隣接パーティションの和が偶数である場合には、当該隣接パーティションのうち、上記対象パーティションに隣接する辺の長さが最も長い隣接パーティションに割り付けられた動きベクトルの代わりに、上記コロケートパーティションに割り付けられた動きベクトルを用いてメジアンを算出してもよい。
【０１０４】
第２選択部１９２ｂ３は、予測ベクトル候補＃１９２ｂ１、予測ベクトル候補＃１９２ｂ２のうち、何れか１つを選択し、空間方向予測ベクトル＃１９１として出力する。
【０１０５】
具体的には、第２選択部１９２ｂ３は、上記コロケートパーティションに割り付けられた動きベクトル、および、上記コロケートパーティションに隣接する隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのばらつきが予め定められた第４の閾値以下である場合には、予測ベクトル候補＃１９２ｂ１を時間方向予測ベクトル＃１９２として出力し、上記ばらつきが上記第４の閾値より大きい場合には、予測ベクトル候補＃１９２ｂ２を時間方向予測ベクトル＃１９２として出力する。
【０１０６】
なお、上記の説明において、コロケートパーティションＢは、対象パーティションＡと同じ位置を占めるパーティションであるとしたが、一般には、フレームＦ２における対象パーティションＡと同じ位置が複数のパーティションによって共有されている場合もあり得る。そのような場合には、コロケートパーティションＢは当該複数のパーティションによって構成されるパーティション群となる。そのような場合であっても、上述した処理を適用することができる。
【０１０７】
また、上記隣接パーティションには、上記コロケートパーティションと頂点を共有するパーティションが含まれていてもよい。すなわち、第４算出部１９２ｂ１は、図７の（ｂ）に示すように、コロケートパーティションＢ、パーティションａ１〜ａ３、パーティションｂ１〜ｂ４、パーティションｃ１〜ｃ４、パーティションｄ１〜ｄ３、および、コロケートパーティションＢと頂点を共有するパーティションｅ１〜ｅ４の各々に割り付けられた動きベクトルの平均を対象パーティションＡに割り付ける予測ベクトル候補＃１９２ｂ１に設定するようにしてもよい。第５算出部１９２ｂ２についても同様である。
【０１０８】
また、第２選択部１９１ｂ３は、予測ベクトル候補＃１９２ｂ１、または、予測ベクトル候補＃１９２ｂ２のうち符号化効率のよい予測ベクトル候補を時間方向予測ベクトル＃１９２として出力するようにしてもよい。
【０１０９】
なお、予測ベクトル候補＃１９２ｂ２、および、予測ベクトル候補＃１９２ｂ３を算出する際に用いた上記平均は上記動きベクトルが割り付けられたパーティションが上記対象パーティションに隣接する辺の長さに応じた加重平均であってもよい。このように、加重平均を用いることにより、より正確な予測ベクトル候補、すなわち、対象パーティションに割り付けられる動きベクトルにより類似した予測ベクトル候補の算出を行うことができる。
【０１１０】
（時空間方向予測ベクトル生成部１９３）
続いて、時空間方向予測ベクトル生成部１９３について図５の（ａ）および図８を参照して説明する。
【０１１１】
時空間方向予測ベクトル生成部１９３は、動きベクトル群＃１４ｃを受け、時空間方向予測ベクトル＃１９３を出力する。
【０１１２】
時空間方向予測ベクトル生成部１９３の構成は、時間方向予測ベクトル生成部１９２の構成とほぼ同様であるが、以下の点で異なる。
【０１１３】
すなわち、時空間方向予測ベクトル生成部１９３は、時間方向予測ベクトル生成部１９２において用いたコロケートパーティションＢの代わりに、シフトコロケートパーティションＣを用いて、予測ベクトル＃１９３を算出する。シフトコロケートパーティションＣは、図８に示すように、対象パーティションＡを含むフレームＦ１より前に符号化されたフレームＦ２において、コロケートパーティションＢの占める位置を起点に、対象パーティションＡの周辺に隣接するパーティションに割り付けられた動きベクトルから求めた当該対象パーティションの予測ベクトル候補ＭＶｄに相当する移動量だけ移動させた位置を占めるパーティションである。
【０１１４】
予測ベクトル候補ＭＶｄとしては、例えば、図５の（ａ）のように、対象パーティションＡの左辺および上辺にそれぞれ１つずつのパーティションが隣接している場合には、対象パーティションＡの左辺に隣接するパーティションａに割り付けられた動きベクトルと、対象パーティションＡの上辺に隣接するパーティションｂに割り付けられた動きベクトルと、対象パーティションＡの上辺に隣接するパーティションｂの右辺に隣接するパーティションｃに割り付けられた動きベクトルとのメジアンを用いればよい。また、対象パーティションの左辺または上辺に複数のパーティションが隣接している場合には、予測ベクトル候補ＭＶｄとしては、例えば、上述した予測ベクトル候補＃１９１ｂ１〜＃１９１ｂ３のうち何れか１つの予測ベクトル候補を用いればよい。
【０１１５】
なお、対象パーティションに隣接するパーティションがイントラ予測されたパーティションを含む場合には、空間方向予測ベクトル生成部１９１は、当該イントラ予測されたパーティション以外の隣接パーティションのみ用いて、予測ベクトル候補＃１９１ｂ１〜＃１９１ｂ３の生成を行うことが好ましい。同様に、コロケートパーティションに隣接するパーティションがイントラ予測されたパーティションを含む場合には、時間方向予測ベクトル生成部１９２は、当該イントラ予測されたパーティション以外の隣接パーティションのみ用いて、予測ベクトル候補＃１９２ｂ１〜＃１９２ｂ２の生成を行うことが好ましい。同様に、シフトコロケートパーティションに隣接するパーティションがイントラ予測されたパーティションを含む場合には、時空間方向予測ベクトル生成部１９３は、当該イントラ予測されたパーティション以外の隣接パーティションのみ用いて、予測ベクトル候補＃１９３ｂ１〜＃１９３ｂ２の生成を行うことが好ましい。
【０１１６】
（予測ベクトル選択部１９４）
続いて、予測ベクトル選択部１９４について説明する。
【０１１７】
予測ベクトル選択部１９４は、空間方向予測ベクトル＃１９１、時間方向予測ベクトル＃１９２、または、時空間方向予測ベクトル＃１９３のうち、いずれか１つを選択し、予測ベクトル＃１９４として出力する。
【０１１８】
予測ベクトル選択部１９４には、空間方向予測ベクトル＃１９１、時間方向予測ベクトル＃１９２、および、時空間方向予測ベクトル＃１９３が入力される。また、予測ベクトル選択部１９４には、空間方向予測ベクトル生成部１９１において算出された予測ベクトル候補＃１９１ｂ１〜＃１９１ｂ３、時間方向予測ベクトル生成部１９２において算出された予測ベクトル候補＃１９２ｂ１〜＃１９２ｂ２、および、時空間方向予測ベクトル生成部１９３において算出された、上記予測ベクトル候補＃１９２ｂ１〜＃１９２ｂ２にそれぞれ対応する予測ベクトル候補＃１９３ｂ１〜＃１９３ｂ２が入力される。
【０１１９】
予測ベクトル選択部１９４は、予測ベクトル候補＃１９１ｂ１〜＃１９１ｂ２のばらつきと、予測ベクトル候補＃１９２ｂ１〜＃１９２ｂ２のばらつきとを比較し、空間方向予測ベクトル＃１９１、または、時間方向予測ベクトル＃１９２のうち、ばらつきのより小さい予測ベクトル候補から選択された予測ベクトルを予測ベクトル＃１９４として出力する。
【０１２０】
例えば、予測ベクトル候補＃１９１ｂ１〜＃１９１ｂ２のばらつきが、予測ベクトル候補＃１９２ｂ１〜＃１９２ｂ２のばらつきに比べて小さい場合には、予測ベクトル選択部１９４は、空間方向予測ベクトル＃１９１を予測ベクトル＃１９４として出力する。
【０１２１】
一般に、ばらつきのより小さい予測ベクトル候補から選択された予測ベクトルは、対象パーティションに実際に割り付けられる動きベクトルにより類似している。したがって、上記のように、ばらつきの小さい予測ベクトル候補から選択された予測ベクトルを予測ベクトル＃１９４とすることにより、より正確な予測ベクトルを出力することができる。また、このように予測ベクトル＃１９４を選択することによって、どの予測ベクトルを選択したかを示すフラグを伝送することなく、後述する動画像復号装置２において符号化データ＃２の復号を行うことができる。したがって、上記のように予測ベクトルを出力することによって、符号化効率を高めることができる。
【０１２２】
また、予測ベクトル選択部１９４は、予測ベクトル候補＃１９１ｂ１〜＃１９１ｂ２に加えて、さらに予測ベクトル候補＃１９１ｂ３を用いてもよい。
【０１２３】
また、予測ベクトル選択部１９４は、空間方向予測ベクトル＃１９１と時間方向予測ベクトル＃１９２とのうち符号化効率のより高いほうの予測ベクトルを、予測ベクトル＃１９４として出力してもよい。このような場合には、予測ベクトル選択部１９４は、どの予測ベクトルを出力したかを示すフラグ＃１９ｂを出力する。
【０１２４】
また、予測ベクトル選択部１９４は、空間方向予測ベクトル＃１９１、または、時間方向予測ベクトル＃１９２のうち、予め定められた予測ベクトルを予測ベクトル＃１９４として出力してもよい。
【０１２５】
また、予測ベクトル選択部１９４は、予測ベクトル候補＃１９１ｂ１〜＃１９１ｂ２、および、予測ベクトル候補＃１９２ｂ１〜＃１９２ｂ２から構成される予測ベクトル候補群の全体のばらつきが予め定められた第５の閾値以下であれば、上記のようにばらつきのより小さい予測ベクトル候補から選択された予測ベクトルを予測ベクトル＃１９４として出力し、上記予測ベクトル候補群の全体のばらつきが上記第５の閾値より大きい場合には、符号化効率のより高い予測ベクトルを予測ベクトル＃１９４とし、予測ベクトル＃１９４を示すフラグと共に出力するようにしてもよい。
【０１２６】
また、予測ベクトル選択部１９４は、上記予測ベクトル候補群の全体のばらつきが上記第５の閾値より大きい場合には、０ベクトルを予測ベクトル候補＃１９４として出力するようにしてもよい。一般に、上記予測ベクトル候補群の全体のばらつきが大きい場合には、算出された予測ベクトルを用いることによって、動きベクトル自体を符号化する場合に比べて符号化効率が低下する場合がある。上記のように、上記予測ベクトル候補群の全体のばらつきが上記第５の閾値より大きい場合には、０ベクトルを予測ベクトル候補＃１９４として出力することにより、対象パーティションに実際に割り付けられる動きベクトル自体を符号化することができるので、符号化効率が低下することを抑止することができる。
【０１２７】
また、予測ベクトル選択部１９４は、予測ベクトル候補＃１９１ｂ１〜＃１９１ｂ２のばらつきが予め定められた第６の閾値以下である場合には、空間方向予測ベクトル＃１９１を予測ベクトル＃１９４として出力し、予測ベクトル候補＃１９１ｂ１〜＃１９１ｂ２のばらつきが上記第６の閾値より大きい場合であって、予測ベクトル候補＃１９２ｂ１〜＃１９２ｂ２のばらつきが予め定められた第７の閾値以下である場合には、時間方向予測ベクトル＃１９２を予測ベクトル＃１９４として出力するようにしてもよい。
【０１２８】
一般に、一様な動きの領域では、パーティションごとに変動の少ない予測ベクトル＃１９４を用いることによって、符号化効率を高めることができる。一方で、空間方向予測ベクトル＃１９１と時間方向予測ベクトル＃１９２とがパーティションごとに交互に選択されるような場合には、予測ベクトル＃１９４はパーティションごとに変化する。上記のように予測ベクトルを選択することによって、空間方向予測ベクトル＃１９１が予測ベクトル＃１９４に選択される傾向が強まるため、符号化効率を高めることができる。なお、言うまでも無く、空間方向予測ベクトル＃１９１ではなく、時間方向予測ベクトル＃１９２が予測ベクトルに選択される傾向が強まるような構成としてもよい。
【０１２９】
また、予測ベクトル選択部１９４は、上記の説明における予測ベクトル候補＃１９２ｂ１〜＃１９２ｂ２の代わりに、予測ベクトル候補＃１９３ｂ１〜＃１９３ｂ２を用いることによって、空間方向予測ベクトル＃１９１、または、時空間方向予測ベクトル＃１９３のうち、いずれか一方を予測ベクトル＃１９４として出力するようにしてもよい。
【０１３０】
予測ベクトル候補＃１９２ｂ１〜＃１９２ｂ２、または、予測ベクトル候補＃１９３ｂ１〜＃１９３ｂ２のうち、どちらの予測ベクトル候補を用いるかは、予め定められていてもよいし、所定の単位、すなわち、シーケンスごと、フレームごと、または、スライスごと等にどちらかを選択するようにしてもよい。
【０１３１】
一般に、時間方向予測ベクトル＃１９２は、動きベクトルの小さい領域、すなわち、動きの小さい領域に対して、より適切な予測ベクトルであり、時空間方向予測ベクトル＃１９３は、動きベクトルの大きい領域、すなわち、動きの大きい領域に対して、より適切な予測ベクトルである。
【０１３２】
また、予測ベクトル選択部１９４は、空間方向予測ベクトル＃１９１、時間方向予測ベクトル＃１９２、および、時空間方向予測ベクトル＃１９３から構成される予測ベクトル群のばらつきが予め定められた第８の閾値以下である場合には、空間方向予測ベクトル＃１９１、時間方向予測ベクトル＃１９２、および、時空間方向予測ベクトル＃１９３の平均を予測ベクトル＃１９４として出力するようにしてもよいし、空間方向予測ベクトル＃１９１を出力するようにしてもよい。
【０１３３】
また、予測ベクトル選択部１９４は、上記予測ベクトル群のばらつきが、上記第８の閾値より大きい場合であって、上記第８の閾値より大きい第９の閾値以下である場合には、上記予測ベクトル群のメジアンを出力し、上記予測ベクトル群のばらつきが、上記第９の閾値よりも大きい場合には、０ベクトルを予測ベクトル＃１９４として出力するようにしてもよい。なお、予測ベクトル選択部１９４は、０ベクトルを予測ベクトル＃１９４として出力する代わりに、予測ベクトルが０ベクトルであることを示すフラグを出力するようにしてもよい。
【０１３４】
また、予測ベクトル選択部１９４は、対象パーティションに隣接する全てのパーティションがイントラ予測されたパーティションである場合には、時間方向予測ベクトル＃１９２を選択し、コロケートパーティションに隣接する全てのパーティションがイントラ予測されたパーティションである場合には、空間方向予測ベクトル＃１９１を選択することが好ましい。
【０１３５】
減算器１９５は、上記のような処理によって、予測ベクトル選択部１９４から出力された予測ベクトル＃１９４と、対象パーティションに割り付けられた動きベクトル＃１７との差分をとることによって、差分動きベクトル＃１９ａを生成し、出力する。
【０１３６】
なお、本発明は、対象パーティションの具体的なサイズに依らずに適用することができる。例えば、本発明は、対象パーティションのサイズが、１６画素×１６画素、１６画素×８画素、８画素×１６画素、８画素×８画素、８画素×４画素、４画素×８画素、４画素×４画素の場合にも適用することができるし、対象パーティションのサイズが、一般に、Ｎ画素×Ｍ画素（Ｎ、Ｍは自然数）の場合にも適用することができる。
【０１３７】
また、本発明は、マクロブロックのサイズが、例えば、３２×３２画素、６４×６４画素のように、１６×１６画素より大きい場合には、上記パーティションのサイズが、１６×１６画素より大きいサイズであっても適用することができる。すなわち、例えば、マクロブロックのサイズが、６４×６４画素である場合には、本発明は、上記パーティションのサイズが、６４×６４画素、６４×３２画素、３２×６４画素、３２×３２画素、３２×１６画素、１６×３２画素、１６画素×１６画素、１６画素×８画素、８画素×１６画素、８画素×８画素、８画素×４画素、４画素×８画素、４画素×４画素の場合に適用することができる。
【０１３８】
（動画像復号装置２）
以下では、本実施形態に係る動画像復号装置２について、図９を参照して説明する。図９は、動画像復号装置２の構成を示すブロック図である。
【０１３９】
図９に示すように、動画像復号装置２は、可変長符号復号部２３、動きベクトル復元部２４、バッファメモリ２５、予測画像生成部２６、イントラ予測画像生成部２７、予測方式決定部２８、逆量子化・逆変換部２９、および、加算器３０を備えている。
【０１４０】
動画像復号装置２は、符号化データ＃２を受け、出力画像＃３を逐次的に出力する。
【０１４１】
可変長符号復号部２３は、符号化データ＃２を可変長復号し、差分動きベクトル＃２３ａ、予測モード＃２３ｂ、および、量子化予測残差データ＃２３ｃを出力する。
【０１４２】
また、可変長符号復号部２３は、符号化データ＃２にフラグ＃１９ｂが含まれている場合には、動きベクトル復元部２４に対して、フラグ＃１９ｂを出力する。
【０１４３】
動きベクトル復元部２４は、対象パーティションに隣接する複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのばらつき、対象パーティションが属するフレームの前のフレームにおいて当該対象パーティションと同じ位置を占めるコロケートパーティションに隣接する複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのばらつき、当該コロケートパーティションを起点に上記対象パーティションの周辺に隣接するパーティションに割り付けられた動きベクトルから算出された予測ベクトル候補に相当する距離を移動させた位置を占めるシフトコロケートパーティションに隣接する複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのばらつき、または、上記動きベクトルから算出された予測ベクトル候補であって、対象パーティションに割り付ける予測ベクトル候補のばらつき、に基づいて、差分動きベクトル＃２３ａを復号する。
【０１４４】
また、動きベクトル復元部２４は、差分動きベクトル＃２３ａ、および、すでに復号され、バッファメモリ２５に格納された動きベクトル＃２５ａから対象パーティションの動きベクトル＃２４を復号する。動きベクトル復元部２４の構成については、以下に詳述するため、ここでは説明を省略する。
【０１４５】
バッファメモリ２５には、後述する復号画像＃３、動きベクトル＃２４、および、予測モード＃２３ｂが格納される。
【０１４６】
予測画像生成部２６は、動きベクトル復元部２４によって復号され、バッファメモリ２５を経由した動きベクトル＃２５ｃ、および、バッファメモリ２５に格納された復号画像＃３からインター予測画像＃２６を生成する。なお、動きベクトル＃２５ｃは、動きベクトル＃２４と同一の動きベクトルを含む。
【０１４７】
イントラ予測画像生成部２７は、バッファメモリ２５に格納された、対象マクロブロックと同じ画像内の局所復号画像＃２５ｂから、イントラ予測画像＃２７を生成する。
【０１４８】
予測方式決定部２８は、予測モード＃２３ｂに基づいて、イントラ予測画像＃２７、または、インター予測画像＃２６のうち、何れか一方を選択し、予測画像＃２８として出力する。
【０１４９】
逆量子化・逆変換部２９は、量子化予測残差データ＃２３ｃに対し、逆量子化、および、逆ＤＣＴ変換を行い、予測残差＃２９を出力する。
【０１５０】
加算器３０は、予測残差＃２９、および、予測画像＃２８を加算し、復号画像＃３として出力する。また、出力された復号画像＃３は、バッファメモリ２５に格納される。
【０１５１】
（動きベクトル復元部２４）
以下では、動きベクトル復元部２４の構成について、図１０〜図１１を参照して説明する。図１０に示すように、動きベクトル復元部２４は、予測ベクトル生成部１９６、および、加算器２４１を備えている。なお、上記予測ベクトル生成部１９６は、動画像符号化装置１を構成する動きベクトル冗長性削減部１９における予測ベクトル生成部１９６と同様の構成である。すなわち、上記予測ベクトル生成部１９６は、空間方向予測ベクトル生成部１９１、時間方向予測ベクトル生成部１９２、時空間方向予測ベクトル生成部１９３、および、予測ベクトル選択部１９４を備えている。
【０１５２】
上記予測ベクトル生成部１９６には、動きベクトル冗長性削減部１９における予測ベクトル生成部１９６に入力される動きベクトル群＃１４ｃに代えて、バッファメモリ２５に格納された動きベクトル＃２５ａが入力される。
【０１５３】
空間方向予測ベクトル生成部１９１、時間方向予測ベクトル生成部１９２、時空間方向予測ベクトル生成部１９３、および、予測ベクトル選択部１９４の構成および動作については、すでに詳述したため、ここでは説明を省略する。
【０１５４】
加算器２４１は、予測ベクトル選択部１９４から出力される予測ベクトル＃１９４と、差分動きベクトル＃２３ａとを加算することによって動きベクトル＃２４を生成し、出力する。
【０１５５】
なお、符号化データ＃２にフラグ＃１９ｂが含まれ得るような場合には、図１１に示すように、動きベクトル復元部２４は、予測ベクトル生成部１９６に代えて、予測ベクトル生成部１９６’を備え、予測ベクトル生成部１９６’は、予測ベクトル選択部１９４に代えて、予測ベクトル選択部１９４’を備えるようにすればよい。ここで、予測ベクトル選択部１９４’は、フラグ＃１９ｂに応じて、予測ベクトル＃１９４を決定することができる。
【０１５６】
このような構成をとることによって、動きベクトル復元部２４は、符号化データ＃２にフラグ＃１９ｂが含まれる場合であっても、フラグ＃１９ｂに応じて、予測ベクトル＃１９４を決定することができる。
【０１５７】
（符号化データ＃２の構成）
以下では、動画像符号化装置１を用いて生成した符号化データ＃２の構成について、図１２を参照して説明する。
【０１５８】
図１２は、動画像符号化装置１を用いて生成した符号化データ＃２のマクロブロックごとのビットストリーム＃ＭＢを示す図である。図１２に示すように、ビットストリーム＃ＭＢは、ブロックモード情報Ｍｏｄと、インデクス情報Ｉｄｘｉと、フラグ＃１９ｂと、動きベクトル情報ＭＶｉ（ｉ＝１〜Ｎ）とを含んでいる。ここで、Ｎは、マクロブロックに含まれるパーティションの数を表している。
【０１５９】
ブロックモード情報Ｍｏｄには、マクロブロックの予測モード＃１８ｂ、パーティション分割情報、などが含まれている。
【０１６０】
インデクス情報Ｉｄｘｉには、動き補償を行う際に必要になる、各パーティションが参照する参照ピクチャ番号が含まれている。なお、フラグ＃１９ｂは各パーティションの予測ベクトルを選択するために必要な場合にのみ、ビットストリーム中に含まれる。
【０１６１】
動きベクトル情報ＭＶｉには、各パーティションの差分動きベクトル＃１９ａが含まれている。
【０１６２】
（付記事項１）
本発明に係る動画像符号化装置は、上記選択手段が、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトル群とのうちばらつきが小さい方の動きベクトル群を参照して算出された予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付ける、ことが好ましい。
【０１６３】
上記の構成によれば、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトル群とのうちばらつきが小さい方の動きベクトル群を参照して算出された予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付けることができるので、符号化効率の高い予測ベクトルを割り付けることができるという更なる効果を奏する。
【０１６４】
また、上記選択手段は、上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきが予め定められた閾値よりも小さい場合に、上記第１の動きベクトル群と上記第２の動きベクトル群とのうちばらつきが小さい方の動きベクトル群を参照して算出された予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付け、そうでない場合に、上記第１の予測ベクトル群に属する予測ベクトルと上記第２の予測ベクトル群に属する予測ベクトルとのうち、何れか一方の予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付けると共に、上記対象パーティションに割り付けた予測ベクトルを示すフラグを符号化する、ことが好ましい。
【０１６５】
上記の構成によれば、上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきが予め定められた閾値よりも小さい場合に、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトル群とのうちばらつきが小さい方の動きベクトル群を参照して算出された予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付け、そうでない場合に、上記第１の予測ベクトル群に属する予測ベクトルと上記第２の予測ベクトル群に属する予測ベクトルとのうち何れか一方の予測ベクトルを、フラグを指定することにより上記対象パーティションに割り付けることができるという更なる効果を奏する。従って、動きベクトル群のばらつきが小さい（予測が当たりやすい）場合にはフラグを用いず、動きベクトル群のばらつきが大きい（予測が当たりにくい）場合にのみフラグを用いることで、全てをフラグで指定する場合に較べて、予測の正確さを維持しつつフラグの量を削減することができる。
【０１６６】
また、上記選択手段は、上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきが予め定められた閾値よりも小さい場合に、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトル群とのうちばらつきが小さい方の動きベクトル群を参照して算出された予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付け、そうでない場合に、零ベクトルを上記対象パーティションに割り付けることが好ましい。
【０１６７】
一般に、上記動きベクトル群のばらつきが大きくなると、算出された予測ベクトルと実際に割り付けられる動きベクトルとの差異も大きくなる。また、実際に割り付けられる動きベクトルとは大きく異なる予測ベクトルを用いると、予測ベクトルを全く用いない場合よりも符号化効率が低下してしまう。
【０１６８】
上記の構成によれば、上記動きベクトルのばらつきが、上記閾値以上である場合には、零ベクトルを割り付けるので、符号化効率の低下を抑止することができるという更なる効果を奏する。
【０１６９】
また、本発明に係る動画像符号化装置は、上記第２の算出手段に代えて、符号化済フレームにおいて、上記対象パーティションと同じ位置を占めるコロケートパーティションを起点として、上記対象パーティション周辺の符号化済パーティションに割り付けられた動きベクトルから推定された、上記対象パーティションに割り付けられる動きベクトルの推定値分だけ移動した位置を占めるシフトコロケートパーティション周辺のパーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第２の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第２の予測ベクトル群を算出する第２の算出手段を備えていることが好ましい。
【０１７０】
上記の構成によれば、符号化済フレームにおいて、上記対象パーティションと同じ位置を占めるコロケートパーティションを起点として、上記対象パーティション周辺の符号化済パーティションに割り付けられた動きベクトルから推定された、上記対象パーティションに割り付けられる動きベクトルの推定値分だけ移動した位置を占めるシフトコロケートパーティション周辺のパーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第２の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第２の予測ベクトル群を算出する第２の算出手段を備えているため、動きがある場合でも正確な予測ベクトルを割り付けることができるという更なる効果を奏する。
【０１７１】
本発明に係る上記動画像復号装置における、上記選択手段は、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトル群とのうちばらつきが小さい方の動きベクトル群を参照して算出された予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付ける、ことが好ましい。
【０１７２】
上記の構成によれば、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトル群とのうちばらつきが小さい方の動きベクトル群を参照して算出された予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付けることができるので、フラグを参照することなく、予測ベクトルを割り付けることができるという更なる効果を奏する。
【０１７３】
また、本発明に係る上記動画像復号装置における、上記選択手段は、上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきが予め定められた閾値よりも小さい場合に、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトル群とのうちばらつきが小さい方の動きベクトル群を参照して算出された予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付け、そうでない場合に、上記符号化データに含まれるフラグを参照して、上記第１の予測ベクトル群に属する予測ベクトルと上記第２の予測ベクトル群に属する予測ベクトルとのうち、何れか一方の予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付ける、ことが好ましい。
【０１７４】
上記の構成によれば、上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきが予め定められた閾値よりも小さい場合に、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトル群とのうちばらつきが小さい方の動きベクトル群を参照して算出された予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付けるため、フラグを参照することなく、予測ベクトルを割り付けることができるという更なる効果を奏する。また、そうでない場合には、上記符号化データに含まれるフラグを参照して、上記第１の予測ベクトル群に属する予測ベクトルと上記第２の予測ベクトル群に属する予測ベクトルとのうち、何れか一方の予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付けることができるという更なる効果を奏する。従って、動きベクトル群のばらつきが小さい（予測が当たりやすい）場合にはフラグを用いず、動きベクトル群のばらつきが大きい（予測が当たりにくい）場合にのみフラグを用いることで、全てをフラグで指定する場合に較べて、少ないフラグの量で正確な予測画像を作成することができる。
【０１７５】
また、本発明に係る上記動画像復号装置における、上記選択手段は、上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきが予め定められた閾値よりも小さい場合に、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトル群とのうちばらつきが小さい方の動きベクトル群を参照して算出された予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付け、そうでない場合に、零ベクトルを上記対象パーティションに割り付ける、ことが好ましい。
【０１７６】
上記の構成によれば、上記動きベクトルのばらつきが、上記閾値以上である場合には、零ベクトルを割り付けるので、復号側でフラグを参照することなく、予測ベクトルあるいは零ベクトルをパーティションに割り付けることができるという更なる効果を奏する。
【０１７７】
また、本発明に係る上記動画像復号装置は、上記第２の算出手段に代えて、復号済フレームにおいて、上記対象パーティションと同じ位置を占めるコロケートパーティションを起点として、上記対象パーティション周辺の復号済パーティションに割り付けられた動きベクトルから推定された、上記対象パーティションに割り付けられる動きベクトルの推定値分だけ移動した位置を占めるシフトコロケートパーティション周辺のパーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第２の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第２の予測ベクトル群を算出する第２の算出手段を備えている、ことが好ましい。
【０１７８】
上記の構成によれば、復号済フレームにおいて、上記対象パーティションと同じ位置を占めるコロケートパーティションを起点として、上記対象パーティション周辺の復号済パーティションに割り付けられた動きベクトルから推定された、上記対象パーティションに割り付けられる動きベクトルの推定値分だけ移動した位置を占めるシフトコロケートパーティション周辺のパーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第２の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第２の予測ベクトル群を算出するため、動きがある場合でも正確な予測ベクトルを割り付けることができるという更なる効果を奏する。
【０１７９】
（付記事項２）
また、例えば、本発明は、以下のように表現することもできる。
【０１８０】
１.
動画像を構成するフレームを分割して得られた複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと予測ベクトルとの差分ベクトルを上記動画像と共に符号化する動画像符号化装置において、
対象フレームにおいて対象パーティション周辺の符号化済パーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第１の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第１の予測ベクトル群を算出する第１の算出手段と、
符号化済フレームにおいて上記対象パーティションと同じ位置を占めるコロケートパーティション周辺のパーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第２の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第２の予測ベクトル群を算出する第２の算出手段と、
上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルを選択する選択手段であって、上記第１の予測ベクトル群に属する予測ベクトルと上記第２の予測ベクトル群に属する予測ベクトルとのうち何れの予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付けるかを、上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきに応じて決定する選択手段と、を備えている、
ことを特徴とする動画像符号化装置。
【０１８１】
２．
上記選択手段は、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトル群とのうちばらつきが小さい方の動きベクトル群を参照して算出された予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付ける、
ことを特徴とする１．に記載の動画像符号化装置。
【０１８２】
３．
上記選択手段は、
上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきが予め定められた閾値よりも小さい場合に、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトル群とのうちばらつきが小さい方の動きベクトル群を参照して算出された予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付け、
そうでない場合に、上記第１の予測ベクトル群に属する予測ベクトルと上記第２の予測ベクトル群に属する予測ベクトルとのうちいづれか一方の予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付けるとともに、上記対象パーティションに割り付けた予測ベクトルを示すフラグを符号化する、
ことを特徴とする１．に記載の動画像符号化装置。
【０１８３】
４．
上記選択手段は、
上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきが予め定められた閾値よりも小さい場合に、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトル群とのうちばらつきが小さい方の動きベクトル群を参照して算出された予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付け、
そうでない場合に、零ベクトルを上記対象パーティションに割り付ける、
ことを特徴とする１．に記載の動画像符号化装置。
【０１８４】
５．
上記選択手段は、
上記第１の動きベクトル群のばらつきが予め定められた閾値よりも小さい場合に、上記第１の予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付け、
そうでない場合に、上記第２の予測ベクトル群に属する予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付ける、
ことを特徴とする１．に記載の動画像符号化装置。
【０１８５】
６．
上記選択手段に代えて、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルを選択する選択手段であって、上記第１の予測ベクトルから選択した予測ベクトルと上記第２の予測ベクトルから選択した予測ベクトルとのうちいづれか一方の予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付けるとともに、上記対象パーティションに割り付けた予測ベクトルを示すフラグを出力する選択手段を備えている、
ことを特徴とする１．に記載の動画像符号化装置。
【０１８６】
７．
上記第２の算出手段に代えて、符号化済フレームにおいて、上記対象パーティションと同じ位置を占めるコロケートパーティションを起点として、上記対象パーティション周辺の符号化済パーティションに割り付けられた動きベクトルから推定された、上記対象パーティションに割り付けられる動きベクトルの推定値分だけ移動した位置を占めるシフトコロケートパーティション周辺のパーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第２の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第２の予測ベクトル群を算出する第２の算出手段を備えている、
ことを特徴とする１．から６．までの何れかに記載の動画像符号化装置。
【０１８７】
８．
上記符号化済フレームにおいて、上記コロケートパーティションを起点として、上記対象パーティション周辺の符号化済パーティションに割り付けられた動きベクトルから推定された、上記対象パーティションに割り付けられる動きベクトルの推定値分だけ移動した位置を占めるシフトコロケートパーティション周辺のパーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第３の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第３の予測ベクトル群を算出する第３の算出手段を更に備えており、
上記選択手段に代えて、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルを選択する選択手段であって、上記第１の予測ベクトル群に属する予測ベクトルと上記第２の予測ベクトル群に属する予測ベクトルと上記第３の予測ベクトル群に属する予測ベクトルとのうち何れの予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付けるかを、上記第１の動きベクトル群のばらつき、上記第２の動きベクトル群のばらつき、および、上記第３の動きベクトル群のばらつきに応じて決定する選択手段を備えている、
ことを特徴とする１．に記載の動画像符号化装置。
【０１８８】
９．
上記第１の予測ベクトル群には、上記対象パーティションの左辺または上辺に隣接している隣接パーティションの数が奇数個である場合、上記隣接パーティションのうち上記対象パーティションに接する辺の長さが最も長いパーティションに割り付けられた動きベクトルと、上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと、上記対象パーティションの上辺に隣接するパーティションのうち最も右側のパーティションの右辺に隣接する右上パーティションに割り付けられた動きベクトルとのメジアンが含まれ、上記隣接パーティションの数が偶数個である場合、上記第１の予測ベクトル群には、上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと、上記右上パーティションに割り付けられた動きベクトルとのメジアンが含まれる、
ことを特徴とする１．から８．までの何れかに記載の動画像符号化装置。
【０１８９】
１０．
上記第１の予測ベクトル群には、上記対象パーティションの左辺または上辺に隣接している隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの辺ごとの平均または加重平均と、上記対象パーティションの上辺に隣接するパーティションのうち最も右側のパーティションの右辺に隣接する右上パーティションに割り付けられた動きベクトルとのメジアンが含まれる、
ことを特徴とする１．から９．までの何れかに記載の動画像符号化装置。
【０１９０】
１１．
上記第１の予測ベクトル群には、上記対象パーティションの左辺または上辺に隣接している隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの平均または加重平均が含まれる、
ことを特徴とする１．から１０．までの何れかに記載の動画像符号化装置。
【０１９１】
１２．
上記第１の予測ベクトル群には、
第１の予測ベクトルとして、上記対象パーティションの左辺または上辺に隣接している隣接パーティションの数が奇数個である場合、上記隣接パーティションのうち上記対象パーティションに接する辺の長さが最も長いパーティションに割り付けられた動きベクトルと、上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと、上記対象パーティションの上辺に隣接するパーティションのうち最も右側のパーティションの右辺に隣接する右上パーティションに割り付けられた動きベクトルとのメジアンが含まれ、上記隣接パーティションの数が偶数個である場合、上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと、上記右上パーティションに割り付けられた動きベクトルとのメジアンが含まれ、
第２の予測ベクトルとして、上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの辺ごとの平均または加重平均と、上記右上パーティションに割り付けられた動きベクトルとのメジアンが含まれ、
第３の予測ベクトルとして、上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの平均または加重平均が含まれ、
上記選択手段は、上記隣接パーティションおよび上記右上パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのばらつきが予め定められた閾値よりも小さい場合には、上記第１の予測ベクトル群から上記第３の予測ベクトルを選択し、そうでない場合には、上記第１の予測ベクトル群から上記第１の予測ベクトル、または、上記第２の予測ベクトルを選択する、
ことを特徴とする１．から１１．までの何れかに記載の動画像符号化装置。
【０１９２】
１３．
上記選択手段は、上記隣接パーティションおよび上記右上パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのばらつきが予め定められた第１の閾値よりも小さい場合には、上記第１の予測ベクトル群から上記第３の予測ベクトルを選択し、上記ばらつきが上記第１の閾値よりも大きく、かつ、予め定められた第２の閾値よりも小さい場合には、上記第１の予測ベクトル群から上記第１の予測ベクトル、または、上記第２の予測ベクトルを選択し、上記ばらつきが上記第２の閾値よりも大きい場合には、零ベクトルを選択する、
ことを特徴とする１２．に記載の動画像符号化装置。
【０１９３】
１４．
上記第１の予測ベクトル群には、
上記対象パーティションが１６画素×１６画素のサイズであるパーティションを上下に２等分したパーティションのうち上側のパーティションであるとき、上記対象パーティションの上辺または左辺に隣接している隣接パーティションの数が偶数個の場合には、上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと上記隣接パーティションのうち上記対象パーティションに接する辺の長さが最も長いパーティションに割り付けられた動きベクトルとのメジアンが含まれ、上記隣接パーティションの数が奇数個の場合には、上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのメジアンが含まれ、
上記対象パーティションが１６画素×１６画素のサイズであるパーティションを上下に２等分したパーティションのうち下側のパーティションであるとき、上記対象パーティションの左辺に隣接している左隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの平均または加重平均が含まれる、
ことを特徴とする１．から１３．までの何れかに記載の動画像符号化装置。
【０１９４】
１５．
上記第１の予測ベクトル群には、
上記対象パーティションが１６画素×１６画素のサイズであるパーティションを上下に２等分したパーティションのうち上側のパーティションであるとき、上記対象パーティションの上辺に隣接しているパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの平均または加重平均が含まれ、
１６画素×１６画素のサイズであるパーティションを上下に２等分したパーティションのうち下側のパーティションであるとき、上記対象パーティションの左辺に隣接している左隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの平均または加重平均が含まれる、
ことを特徴とする１．から１３．の何れかに記載の動画像符号化装置。
【０１９５】
１６．
上記対象パーティションが１６画素×１６画素のサイズであるパーティションを上下に２等分したパーティションのうち上側のパーティションであるとき、
上記第１の予測ベクトル群には、
第４の予測ベクトルとして、上記対象パーティションの上辺または左辺に隣接している隣接パーティションの数が偶数個の場合には、上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと上記隣接パーティションのうち上記対象パーティションに接する辺の長さが最も長いパーティションに割り付けられた動きベクトルとのメジアンが含まれ、上記隣接パーティションの数が奇数個の場合には、上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのメジアンが含まれ、
第５の予測ベクトルとして、上記対象パーティションの上辺に隣接しているパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの平均または加重平均が含まれ、
上記選択手段は、上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのばらつきが予め定められた閾値よりも小さい場合には、上記第１の予測ベクトル群から第５の予測ベクトルを選択し、そうでない場合には、上記第１の予測ベクトル群から上記第４の予測ベクトルを選択する、
ことを特徴とする１．から１５．までの何れかに記載の動画像符号化装置。
【０１９６】
１７．
上記第１の予測ベクトル群には、
上記対象パーティションが１６画素×１６画素のサイズであるパーティションを左右に２等分したパーティションのうち左側のパーティションであるとき、上記対象パーティションの上辺または左辺に隣接している隣接パーティションの個数が偶数個である場合には、上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと上記隣接パーティションのうち上記対象パーティションに接する辺の長さが最も長いパーティションに割り付けられた動きベクトルとのメジアンが含まれ、上記隣接パーティションの個数が奇数個である場合には、上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのメジアンが含まれ、
上記対象パーティションが１６画素×１６画素のサイズであるパーティションを左右に２等分したパーティションのうち右側のパーティションであるとき、上記対象パーティションの上辺に隣接するパーティションのうち最も右側のパーティションの右辺に隣接するパーティションに割り付けられた動きベクトルが含まれる、
ことを特徴とする１．から１６．までの何れかに記載の動画像符号化装置。
【０１９７】
１８．
上記第１の予測ベクトル群には、
上記対象パーティションが１６画素×１６画素のサイズであるパーティションを左右に２等分したパーティションのうち左側のパーティションであるとき、上記対象パーティションの左辺に隣接しているパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの平均または加重平均が含まれ、
上記対象パーティションが１６画素×１６画素のサイズであるパーティションを左右に２等分したパーティションのうち右側のパーティションであるとき、上記対象パーティションの上辺に隣接するパーティションのうち最も右側のパーティションの右辺に隣接するパーティションに割り付けられた動きベクトルが含まれる、
ことを特徴とする１．から１７．までの何れかに記載の動画像符号化装置。
【０１９８】
１９．
上記対象パーティションが１６画素×１６画素のサイズであるパーティションを左右に２等分したパーティションのうち左側のパーティションであるとき、
上記第１の予測ベクトル群には、
第６の予測ベクトルとして、上記対象パーティションの上辺または左辺に隣接している隣接パーティションの個数が偶数個である場合には、上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと上記隣接パーティションのうち上記対象パーティションに接する辺の長さが最も長いパーティションに割り付けられた動きベクトルとのメジアンが含まれ、上記隣接パーティションの個数が奇数個である場合には、上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのメジアンが含まれ、
第７の予測ベクトルとして、上記対象パーティションの左辺に隣接しているパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの平均または加重平均が含まれ、
上記選択手段は、上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのばらつきが予め定められた閾値よりも小さい場合には、上記第１の予測ベクトル群から上記第７の予測ベクトルを選択し、そうでない場合には、上記第１の予測ベクトル群から上記第６の予測ベクトルを選択する、
ことを特徴とする１．から１８．までの何れかに記載の動画像符号化装置。
【０１９９】
２０．
上記第２の予測ベクトル群には、上記コロケートパーティションおよび上記コロケートパーティションに隣接する隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの平均または加重平均が含まれている、
ことを特徴とする１．から６．までの何れかに記載の動画像符号化装置。
【０２００】
２１．
上記第２の予測ベクトル群には、上記コロケートパーティションの数と上記コロケートパーティションに隣接する隣接パーティションの数との和が偶数個である場合、上記隣接パーティションのうち上記コロケートパーティションに隣接する辺の長さが最も長いパーティションに割り付けられた動きベクトルと、上記コロケートパーティションおよび上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルとのメジアンが含まれ、上記コロケートパーティションの数と上記コロケートパーティションに隣接する隣接パーティションの数との和が奇数個である場合、上記コロケートパーティションおよび上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのメジアンが含まれる、
ことを特徴とする１．から６．までの何れかに記載の動画像符号化装置。
【０２０１】
２２．
上記第２の予測ベクトル群には、
第１の予測ベクトルとして、上記コロケートパーティションおよび上記コロケートパーティション隣接する隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの平均または加重平均が含まれ、
第２の予測ベクトルとして、上記隣接パーティションの数が奇数個である場合、上記隣接パーティションのうち上記コロケートパーティションに隣接する辺の長さが最も長いパーティションに割り付けられた動きベクトルと、上記コロケートパーティションおよび上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルとのメジアンが含まれ、上記隣接パーティションの数が偶数個である場合、上記コロケートパーティションおよび上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのメジアンが含まれ、
上記選択手段は、上記コロケートパーティションおよび上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのばらつきが予め定められた閾値よりも小さい場合には、上記第２の予測ベクトル群から上記第１の予測ベクトルを選択し、そうでない場合には、上記第２の予測ベクトル群から上記第２の予測ベクトルを選択する、
ことを特徴とする１．から６．までの何れかに記載の動画像符号化装置。
【０２０２】
２３．
上記隣接パーティションには、上記コロケートパーティションと頂点を共有するパーティションが含まれていることを特徴とする２０．から２２．までの何れかに記載の動画像符号化装置。
【０２０３】
２４．
上記第２の予測ベクトル群には、上記シフトコロケートパーティションおよび上記シフトコロケートパーティションに隣接する隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの平均または加重平均が含まれている、
ことを特徴とする７．に記載の動画像符号化装置。
【０２０４】
２５．
上記第２の予測ベクトル群には、上記シフトコロケートパーティションに隣接する隣接パーティションの数が奇数個である場合、上記隣接パーティションのうち上記シフトコロケートパーティションに隣接する辺の長さが最も長いパーティションに割り付けられた動きベクトルと、上記シフトコロケートパーティションおよび上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルとのメジアンが含まれ、上記隣接パーティションの数が偶数個である場合、上記シフトコロケートパーティションおよび上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのメジアンが含まれる、
ことを特徴とする７．に記載の動画像符号化装置。
【０２０５】
２６．
上記第２の予測ベクトル群には、
第１の予測ベクトルとして、上記シフトコロケートパーティションおよび上記シフトコロケートパーティションに隣接する隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルの平均または加重平均が含まれ、
第２の予測ベクトルとして、上記隣接パーティションの数が奇数個である場合、上記隣接パーティションのうち上記シフトコロケートパーティションに隣接する辺の長さが最も長いパーティションに割り付けられた動きベクトルと、上記シフトコロケートパーティションおよび上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルとのメジアンが含まれ、上記隣接パーティションの数が偶数個である場合、上記シフトコロケートパーティションおよび上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのメジアンが含まれ、
上記選択手段は、上記シフトコロケートパーティションおよび上記隣接パーティションの各々に割り付けられた動きベクトルのばらつきが予め定められた閾値よりも小さい場合には、上記第２の予測ベクトル群から上記第１の予測ベクトルを選択し、そうでない場合には、上記第２の予測ベクトル群から上記第２の予測ベクトルを選択する、
ことを特徴とする７．に記載の動画像符号化装置。
【０２０６】
２７．
上記隣接パーティションには、上記シフトコロケートパーティションと頂点を共有するパーティションが含まれていることを特徴とする２４．から２６．までの何れかに記載の動画像符号化装置。
【０２０７】
２８．
動画像を構成するフレームを分割して得られた複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと予測ベクトルとの差分ベクトルを上記動画像と共に符号化して得られた符号化データを復号する動画像復号装置であって、
対象フレームにおいて対象パーティション周辺の復号済パーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第１の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第１の予測ベクトル群を算出する第１の算出手段と、
復号済フレームにおいて上記対象パーティションと同じ位置を占めるコロケートパーティション周辺のパーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第２の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第２の予測ベクトル群を算出する第２の算出手段と、
上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルを選択する選択手段であって、上記第１の予測ベクトル群に属する予測ベクトルと上記第２の予測ベクトル群に属する予測ベクトルとのうち何れの予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付けるかを、上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきに応じて決定する選択手段と、を備えている、
ことを特徴とする動画像復号装置。
【０２０８】
２９．
動画像を構成するフレームを分割して得られた複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと予測ベクトルとの差分ベクトルを上記動画像と共に符号化して得られた符号化データのデータ構造において、
上記予測ベクトルは、対象フレームにおいて対象パーティション周辺の復号済パーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第１の動きベクトル群を参照して算出された第１の予測ベクトル群と、上記対象フレームよりも先に復号されるフレームにおいて上記対象パーティションと同じ位置を占めるコロケートパーティション周辺のパーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第２の動きベクトル群を参照して算出された第２の動きベクトル群とのうち、上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきに応じて選択された予測ベクトル群に属する予測ベクトルである、
ことを特徴とする符号化データのデータ構造。
【０２０９】
３０．
動画像を構成するフレームを分割して得られた複数のパーティションの各々に割り付けられた動きベクトルと予測ベクトルとの差分ベクトルを上記動画像と共に符号化する動画像符号化方法において、
対象フレームにおいて対象パーティション周辺の符号化済パーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第１の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第１の予測ベクトル群を算出する第１の算出工程と、
符号化済フレームにおいて上記対象パーティションと同じ位置を占めるコロケートパーティション周辺のパーティションに割り付けられた動きベクトルからなる第２の動きベクトル群を参照して、上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルの候補となる第２の予測ベクトル群を算出する第２の算出工程と、
上記対象パーティションに割り付ける予測ベクトルを選択する選択工程であって、上記第１の予測ベクトル群に属する予測ベクトルと上記第２の予測ベクトル群に属する予測ベクトルとのうち何れの予測ベクトルを上記対象パーティションに割り付けるかを、上記第１の動きベクトル群のばらつき、および、上記第２の動きベクトル群のばらつきに応じて決定する選択工程と、を含んでいる、
ことを特徴とする動画像符号化方法。
【０２１０】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２１１】
本発明は、動画像を符号化する動画像符号化装置に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【０２１２】
１  動画像符号化装置
１１  変換・量子化部
１２  可変長符号化部
１３  逆量子化・逆変換部
１４  バッファメモリ
１５  イントラ予測画像生成部
１６  予測画像生成部
１７  動きベクトル推定部
１８  予測方式制御部
１９  動きベクトル冗長性削減部（算出手段、選択手段）
１９１  空間方向予測ベクトル生成部（第１の算出手段）
１９２  時間方向予測ベクトル生成部（第２の算出手段）
１９３  時空間方向予測ベクトル生成部（第２の算出手段）
１９４  予測ベクトル選択部（選択手段）
２１  加算器
２２  減算器
２  動画像復号装置
２４  動きベクトル復元部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年4月16日(2012.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
なお、予測ベクトル候補＃１９２ｂ１、および、予測ベクトル候補＃１９２ｂ２を算出する際に用いた上記平均は上記動きベクトルが割り付けられたパーティションが上記対象パーティションに隣接する辺の長さに応じた加重平均であってもよい。このように、加重平均を用いることにより、より正確な予測ベクトル候補、すなわち、対象パーティションに割り付けられる動きベクトルにより類似した予測ベクトル候補の算出を行うことができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１８】
予測ベクトル選択部１９４には、空間方向予測ベクトル＃１９１、時間方向予測ベクトル＃１９２、および、時空間方向予測ベクトル＃１９３が入力される。また、予測ベクトル選択部１９４には、空間方向予測ベクトル生成部１９１において算出された予測ベクトル候補＃１９１ｂ１〜＃１９１ｂ３、時間方向予測ベクトル生成部１９２において算出された予測ベクトル候補＃１９２ｂ１〜＃１９２ｂ２、および、時空間方向予測ベクトル生成部１９３において算出された予測ベクトル候補＃１９３ｂ１〜＃１９３ｂ２が入力される。
【国際調査報告】
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